南京农业大学陆隽鹤教授WR|冰相中6PPD的光降解增强与6PPD-Q的生成

3月2日，南京农业大学陆隽鹤教授和生态环境部南京环境科学研究所孔德洋研究员（共同通讯）在Water Research在线发表了题为“Enhanced Photodegradation of 6PPD and Formation of 6PPD-quinone in Ice”的研究论文，首次证实冰基质能显著影响6PPD光转化的动力学过程与路径选择性。

6PPD（N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-1,4-苯二胺）是一种日益受到关注的轮胎源污染物。它是一种抗氧化剂和抗臭氧剂添加剂，用于防止轮胎开裂并延长其耐久性。在乘用车和商用车中，其含量通常占轮胎总质量的0.4%至2%。随着时间的推移，6PPD会浸出到环境中，尤其是在交通繁忙的城市地区。当暴露于臭氧、氧气或其他环境因素时，6PPD会转化为6PPD-醌（6PPD-Q），该化合物对水生生物，特别是银鲑，具有剧毒。实验室研究表明，即使痕量水平的6PPD-Q也可导致银鲑急性死亡，其中位致死浓度（LC50）仅为95纳克/升。6PPD-Q已被确定为导致太平洋西北部鲑鱼种群数量下降的主要因素。

本研究首次定量评估了在紫外线照射下冰相中6PPD的光转化过程，该条件与鲑鱼栖息地直接相关。冰冻显著加速了6PPD的光降解及其向6PPD-Q的转化，在冰相中的摩尔产率为4%，而在液态水中仅为1.7%。这种增强效应源于冻结浓缩效应，该效应使6PPD和氧分子在准液态边界区域内富集，从而选择性放大了单线态氧（¹O₂）的生成。在冰相中，¹O₂贡献了6PPD降解的45.9%和6PPD-Q生成的70.2%；相比之下，在液态水中，¹O₂的贡献率分别为4.1%和35.0%，而6PPD-Q的生成主要由•OH主导。这些发现凸显了冰作为一种活跃的光化学介质，并指出冰覆盖的城市水体可能是被忽视的6PPD-Q生成热点区域，这对寒冷地区的鲑鱼栖息生态系统具有直接意义。因此，冰雪覆盖的城市水体可能在春夏融雪期成为被忽视的6PPD-Q生成热点区域。这些生态系统常与敏感的鲑鱼栖息地重叠，凸显了轮胎源污染物对生态完整性及当地渔业与社区可持续性的潜在威胁。需要指出的是，由于这些发现基于受控实验室实验，未来特别有必要在融雪季节开展城市水体的实地监测，以验证这些结果并指导制定有效的缓解策略。

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