6PPD-醌（6PPD-Q）是轮胎橡胶常用抗氧化剂6PPD经大气氧化生成的新型轮胎源污染物，因对鲑鱼具有高毒性而引发全球广泛关注。现有研究证实6PPD-Q广泛分布于自然水环境，并通过多重路径进入水生生物体内。然而，目前对于不同暴露途径（即水体暴露、食物暴露以及二者复合暴露）如何影响6PPD-Q在水生食物链中的传递行为及毒性效应缺乏系统认识。针对这一科学问题，研究团队以典型水生食物链——初级生产者斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）与初级消费者大型溞（Daphnia magna）为研究对象，开展了系统研究。

研究结果表明，大型溞主要通过水体直接暴露途径积累6PPD-Q；单独的食物暴露途径并不会导致6PPD-Q在大型溞体内的可检测积累，但复合暴露条件下，食物的存在显著促进大型溞对6PPD-Q的吸收（图1a,b）。这意味着在复杂的真实环境中，多种暴露途径的叠加效应可能带来比单一途径评估更大的风险。从食物链角度来看，斜生栅藻和大型溞对6PPD-Q均表现出较低的生物富集潜力，且6PPD-Q在沿食物链传递过程中发生明显的代谢降解，因而通过该食物链发生生物放大的可能性较低。

图1 不同暴露途径对6PPD-Q在大型溞体内积累及毒性的影响。不同暴露途径下（A）暴露溶液和（B）大型溞体内6PPD-Q浓度随时间的变化；不同暴露途径对大型溞（C）生长及（D）SOD活性的影响。

在毒性效应方面，联合生长、氧化应激状态等生理指标与肠道微生物分析发现，6PPD-Q的毒性与其在生物体内的积累水平密切相关，且受暴露途径影响显著，复合暴露途径引发的负面效应最为强烈，且大型溞肠道微生物群的响应是评估6PPD-Q暴露效应的高敏感指标（图1c,d和图2）。6PPD-Q暴露导致大型溞生长与氧化状态的改变，与肠道中参与能量代谢、营养吸收及免疫活动的关键菌群丰度下降相吻合。值得注意的是，尽管单独水体暴露和单独食物暴露并未引起明显生理水平变化，但仍可上调与内分泌功能相关的基因和代谢通路预测表达水平（图3），提示6PPD-Q可能具有潜在的内分泌干扰效应，这一方向值得在后续研究中重点关注。

图2 不同暴露途径对大型溞肠道微生物群群落多样性和结构的影响。（A）独有和共有的OTU数量维恩图；（B）肠道微生物群Chao1指数；（C）不同处理间群落结构PCoA分析；（D）门水平肠道微生物群的相对丰度

图3. 基于Tax4Fun的大型溞肠道微生物群功能预测。（A）一级功能注释的相对丰度；（B）二级功能谱的热图。

该研究首次系统揭示了不同暴露途径对6PPD-Q沿水生食物链迁移转化及毒性效应的影响机制，证实了6PPD-Q在水生食物链中低生物富集潜力，强调了肠道微生物群作为评估6PPD-Q生态风险敏感生物标志物的关键价值，为精准评估轮胎衍生污染物的环境风险提供了重要的科学依据。

相关成果以“Trophic transfer and toxicity of 6PPD-quinone in an aquatic food chain: Role of uptake routes”为题发表于国际期刊 Journal of Environmental Chemical Engineering。该成果由中国科学院烟台海岸带研究所、烟台大学和海南热带研究院合作完成，中国科学院烟台海岸带研究所吕敏副研究员和陈令新研究员分别为第一作者和通讯作者。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金及泰山学者计划等项目的资助。

论文信息：

Min Lv, Xinlei Wang, Mingsan Man, Xiaotong Guo, Xianbo Chang, Dawei Shi, Lingxin Chen, Xiaoyong Yang, Jing Ding, Trophic transfer and toxicity of 6PPD-quinone in an aquatic food chain: Role of uptake routes, Journal of Environmental Chemical Engineering,2026, 14(3): 123090.https://doi.org/10.1016/j.jece.2026.123090.