汕头大学莫杰章团队FESE综述：吡啶硫酮铜—不可忽略的生态风险物质

环境人Environmentor · 公众号 · · 2024-11-06 12:52

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近日，汕头大学的莫杰章老师团队在Frontiers of Environmental Science & Engineering期刊第18卷第11期上发表了题为“Environmental sources, fate, toxicological effects, and health risks of copper pyrithione: an overview”的综述论文。

本文综述了吡啶硫酮铜的环境来源、归趋、影响和健康风险。吡啶硫酮铜作为三丁基锡的替代品，广泛用于船舶、渔网和其他海洋设施的防污涂层。然而，吡啶硫酮铜可以逐渐从涂层中渗出并进入水生环境，对水生生物健康构成威胁。

CuPT是防污涂层中的生物杀灭剂，可渗出并进入水环境，而吡啶硫酮锌是其另一个重要来源，因为吡啶硫酮锌可在水环境中转化为吡啶硫酮铜。它在水环境中可通过水解、光解和生物降解发生转化。光解是吡啶硫酮铜的主要降解途径，紫外光是其主要影响因素。水解速度较光解慢，与水环境的pH值密切相关。生物降解速度则更慢。然而，吡啶硫酮铜在水环境中的持久性、积累性和健康风险仍然存在。

图 1 水生环境中吡啶硫酮铜的光降解

吡啶硫酮铜展现出对微生物显著的抑制作用，其杀菌机理核心在于破坏细胞膜结构、扰乱ATP合成过程，并诱导氧化应激产生，而细胞内铜离子的过载则是实现这一杀菌效果的关键要素。此外，吡啶硫酮铜还能深刻影响微生物群落结构，通过改变其呼吸模式与硝酸盐释放量，进而对生态系统的初级生产力产生连锁反应。

对于水生植物而言，吡啶硫酮铜同样表现出生长抑制作用，且这种抑制作用在高浓度条件下尤为突出。它不仅扰乱了浮游植物群落的结构与功能，还降低了它们的光能利用效率及初级生产力。

吡啶硫酮铜在无脊椎动物领域的影响同样广泛且复杂。具体而言，它可降低无脊椎动物的丰度、存活率及孵化成功率，诱发形态畸形与生理损害。这种影响受到光照强度、暴露强度、温度、性别等多重因素的调控。

在鱼类中，吡啶硫酮铜的影响更为错综复杂，涵盖了发育受阻、存活率下降、生理功能受损及行为异常等多个方面。它不仅影响鱼类的孵化率，导致胚胎与骨骼发育异常，还会破坏其抗氧化防御系统，进一步影响生理机能并引发行为紊乱。此外，吡啶硫酮铜还能引起鱼类组织器官的组织形态学变化。在这些影响中，温度作为关键因素，显著调节着吡啶硫酮铜对鱼类的毒性效应。

吡啶硫酮铜在哺乳动物细胞中表现出细胞毒性和神经毒性，可能与氧化应激和线粒体功能障碍有关。体外实验表明，吡啶硫酮铜可降低细胞活力并影响神经细胞功能。然而，需要更多的体内研究来验证这些体外数据，并更好地理解吡啶硫酮铜对人类健康构成的风险。

图 2 迄今为止文献中报道的吡啶硫酮铜诱导的细胞毒性机制概述

综上所述，本文全面总结了吡啶硫酮铜对各类生物的生态毒理影响，并强调了深入探究吡啶硫酮铜对水生生物长期影响和评估其生态风险的必要性。吡啶硫酮铜的长期影响和健康风险仍然未知，未来需要更多研究来评估，开发新型环保防污剂和涂层技术可能有助于解决或缓解与防污剂相关的水污染问题。

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本文内容来自FESE期刊2024年第18卷第11期发表的研究文章 “ Environmental sources, fate, toxicological effects, and health risks of copper pyrithione: an overview ”。通讯作者为汕头大学的莫杰章助理教授。

引用格式：Can Tang, Xian Qin, Wenlong Huang, Sutapa Debi, Zonghang Zhang, Jiahua Guo, Wenhua Liu, Jiezhang Mo. Environmental sources, fate, toxicological effects, and health risks of copper pyrithione: an overview. Front. Environ. Sci. Eng., 2024, 18(11): 132 https://doi.org/10.1007/s11783-024-1892-4

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