你每天吃的蔬菜,可能正在悄悄累积“隐形毒素”。近日,《Frontiers of Environmental Science & Engineering》发表的一项研究显示,当土壤或水体中同时存在砷和双酚F时,小白菜会将这两种污染物转化为毒性更强的碘化产物,其对绿藻的慢性毒性是双酚F的96倍。这项由山东大学团队完成的研究,首次揭示了砷如何“升级”双酚类物质的危害,为我国农田复合污染治理敲响警钟。
两种常见污染物的“致命邂逅”
双酚F(BPF)作为双酚A的替代物,广泛用于食品包装、婴儿奶瓶等日用品,而砷则是我国南方部分农田的“老问题”——长期的采矿和农药使用导致土壤砷超标。以往研究认为这两种污染物“各自为战”,但新实验发现,它们在蔬菜体内会发生危险的“化学反应”。
研究团队模拟污染环境,将小白菜置于含砷(0–100 μmol/L)、双酚F(3 mg/L)和碘离子(环境中普遍存在)的水培溶液中。5天后检测发现:随着砷浓度升高,小白菜根中双酚F的碘化产物从2种增至5种,叶片中产物总量增加2.3倍(如图2不同砷浓度下的产物峰面积变化)。更令人警惕的是,高砷组(100 μmol/L)中出现了一种全新产物TP7,其毒性尚未被研究。
“就像两种普通的化学物质,在植物体内‘合成’了更危险的‘新型毒素’。”研究人员解释,这种转化过程在自然环境中普遍存在,尤其在碘含量较高的沿海地区风险更高。
砷如何“打开”毒性开关?
为什么砷会成为双酚F的“毒性放大器”?实验揭示了两个关键步骤:首先,砷会引发小白菜体内的“氧化应激风暴”——刺激产生大量活性氧(ROS),包括过氧化氢(H₂O₂)和羟基自由基(•OH)。这些分子如同“化学剪刀”,将环境中的碘离子“剪”成具有强氧化性的活性碘物种(RIS),使其更容易与双酚F结合。
其次,砷会显著提升植物中过氧化物酶(POD)的活性。这种酶相当于“反应加速器”,能让双酚F与活性碘的结合效率提高3倍。转录组学数据显示,砷处理后,小白菜中与活性氧代谢相关的基因表达量上调了2–5倍,从分子层面“点燃”了这场毒性转化的“导火索”(如图3的反应路径所示)。
毒性产物有多危险?细胞实验给出答案
为评估新产物的危害,研究团队进行了双重测试:利用ECOSAR软件预测发现,碘化产物TP5对绿藻的慢性毒性是双酚F的96.3倍,对水蚤的急性毒性也增加了2.57倍(如表2所示);而HepG2人体肝细胞实验显示,暴露于高砷组小白菜提取物后,细胞死亡率上升42%,细胞膜损伤标志物LDH释放量增加1.8倍。
“这意味着即使蔬菜表面的砷和双酚F含量未超标,其体内的碘化产物仍可能带来健康风险。”研究人员强调,这种“隐性毒性”在传统食品安全检测中容易被忽视。
消费者如何应对?专家建议“三步走”
针对这一发现,研究团队提出实用建议:首先,优先选择低砷产区的蔬菜,尤其避免长期食用来自矿区周边的农产品;其次,食用前用流动水浸泡10分钟以上,焯水可去除30%–50%的水溶性污染物;最后,多样化饮食,避免单一蔬菜长期大量摄入。
研究同时指出,治理需从源头入手,例如严格控制工业废水中砷的排放,开发双酚F的低毒性替代材料。
来源: FESE Message
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