新污染物，作为环境领域中一个日益严峻的问题，正以前所未有的速度和多方面的危害特征影响着全球的生态系统和人类健康。新污染物不同于常规污染物，指新近发现或被关注，对生态环境或人体健康存在风险，尚未纳入管理或者现有管理措施不足以有效防控其风险的污染物，包括但不限于持久性有机污染物（POPs）、微塑料、内分泌干扰物和抗生素。它们的来源多样，分布广泛，且对环境和生物的影响深远。党和国家高度重视新污染治理工作，需要通过科学研究和技术创新来识别这些污染物，评估它们的风险，并制定有效的管理策略。这不仅需要跨学科的合作，还需要全球性的协调和行动，以确保我们能够及时应对新污染物带来的挑战，保护环境，维护公共健康，为我国建设人和自然和谐共生的现代化以及构建清洁美丽世界贡献力量。
因此，新污染物治理研究正吸引着越来越多的科研人员投身其中，中国科学院大学新污染物分析、风险评估与控制对策领域的专家刘文彬教授正是其中之一。他具有深厚的学术造诣和卓越的科研成就，同时在科学研究与实际应用方面取得了显著的成绩。他长期从事POPs等新污染物的环境分析与控制对策研究工作，围绕我国履行POPs公约需求，在典型工业过程POPs生成与控制机制等方面开展了系列研究。他对新污染物分析、风险评估与控制对策领域的深入探索以及创新实践，为我国的科研事业和生态环境保护做出了重要贡献。
其中一项典型工作如下：
6PPD（N-（1，3-二甲基丁基）-N'-苯基-对苯二胺）是一种广泛用于轮胎橡胶工业的抗氧化剂，它有助于防止轮胎氧化和延长使用寿命。然而，6PPD在自然环境中，特别是在与臭氧反应时，会转化为一种名为6PPD-Q（6PPD-醌）的醌类转化产物。6PPD-Q是一种新污染物，它在道路旁的溪流中广泛存在，并已发现对一系列海水鱼和淡水鱼类产生较强的急性致死毒性。此外，6PPD-Q对线虫也会产生神经退行性变影响，并且能在哺乳动物细胞和水生生物中形成DNA加合物，显示了其潜在的遗传毒性。6PPD-Q在各种环境介质中普遍存在，包括环境空气颗粒物、室内和室外的灰尘、土壤、道路径流和生活污水，以及城市河流、河口、近岸海域和深海区域的沉积物中。6PPD和6PPD-Q不仅对水生生物构成威胁，还可能通过多种途径进入人体，如吸入、饮食摄入、土壤/灰尘摄入和皮肤接触。研究表明，6PPD-Q在人体尿液中的检出率高达86%，表明其在人体内的广泛分布和潜在的健康风险。由于6PPD-Q的水生毒性得到广泛关注及研究，但其对哺乳动物和人类的不良影响仍不清楚，因此对这类污染物的研究和监管显得尤为重要。
图1 6PPD-Q导致银鲑鱼急性致死
刘文彬教授团队对典型场所中N,N′-取代对苯二胺（PPDs）及其醌衍生物（PPD-Qs）的来源、环境特征及风险进行了研究，研究结果有助于提高公众对6PPD和6PPD-Q污染的认识，为政策的制定提供依据。研究分析了来自道路、停车场、汽车修理店和住宅区的灰尘样本中PPDs和PPD-Qs的浓度和组成。结果发现汽车修理店灰尘中PPDs浓度最高，住宅区最低。6PPD和6PPD-Q是主要的检测化合物，表明汽车产品是这些化合物的主要来源。使用环境空气颗粒物来源解析正定矩阵因子分解模型确定北京道路灰尘中PPDs和PPD-Qs的三个主要来源：汽车轮胎、橡胶手套和软管、橡胶带和电缆。这些来源解释了灰尘中PPDs
和PPD-Qs的大部分污染。研究还比较了不同环境中PPDs到PPD-Qs的转化比率。6PPD-Q/6PPD的比率在道路、停车场、汽车修理店和住宅环境中分别为2.5、1.6、0.7和0.2。研究结果证明6PPD在有车辆轮胎摩擦的区域（道路和停车场）更容易转化为醌。研究还通过通过高分辨质谱技术鉴定了灰尘样本中6PPD和6PPD-Q的转化产物。共确定了32个转化产物，提供了6PPD和6PPD-Q在环境中转化的详细路径，表明6PPD-Q不是6PPD转化的最终产物，而是进一步降解。
图2 典型场所中PPDs和PPD-Qs 来源、环境特征及风险研究
另一项研究聚焦于在杭州采集的灰尘样本，通过逆距离加权方法预测PPDs和PPD-Qs在道路灰尘中的污染水平。结果显示杭州市中心高速公路入口附近的区域由于交通密度高而显示出较高的污染水平，而远离市中心的地区污染水平较低。这与城市的交通和发展规划布局一致。通过偏最小二乘判别分析展示了不同地点灰尘样本中PPDs和PPD-Qs的分布差异，并分析了PPD-Qs/PPDs比率与总有机碳（TOC）和金属元素（如Fe、Cr、Cu）的相关性。不同地点的灰尘样本中PPDs和PPD-Qs的分布存在显著差异，这可能与不同的污染源有关。TOC和某些过渡金属（特别是Fe和Cu）与PPDs向PPD-Qs的转化有显著相关性，表明它们可能在转化过程中起催化作用。基于室内和室外灰尘样本数据，估计了职业群体（如汽车修理工）和普通人群（分成人和儿童）对PPDs和PPD-Qs的平均日剂量，考虑了中位数暴露情景和高暴露情景。结果表示职业群体的日摄入量远高于普通人群，强调了室内暴露的重要性。使用Gaussian 16程序包进行密度泛函理论计算，以研究过渡金属与6PPD形成的复合物的能量变化，以及它们与臭氧反应的能量障碍。发现过渡金属能有效促进6PPD的氧化。
图3道路灰尘中PPDs和PPD-Qs的污染水平
研究揭示了室内环境中PPDs和PPD-Qs的存在、转化影响因素以及人类暴露风险，强调了室内环境中这些污染物的风险，并为未来的研究和风险管理提供了科学依据。PPDs和PPD-Qs作为新兴的环境污染物，研究结果提供了它们在室内外环境中存在的确凿证据，为环境监测和管理提供了科学依据，同时，研究结果还强调了减少轮胎磨损颗粒排放的重要性，并为开发更安全的橡胶抗氧化剂替代品提供了动力。通过评估不同暴露途径（吸入、皮肤接触和口服）的健康风险，研究结果为保护公众健康提供了科学支持，特别是对于高暴露职业群体。研究的数据和结论可以为制定相关环境政策和干预措施提供依据，特别是在室内环境中对PPDs和PPD-Qs的风险评估和管理。综上所述，刘文彬教授团队对6PPD和6PPD-Q的研究不仅增进了对PPDs和PPD-Qs环境行为的理解，而且对环境保护和公共健康具有重要的实际意义。
人物简介：刘文彬，男，1973年生，博士，中国科学院大学资源与环境学院副院长，长聘教授，博导。长期从事POPs等新污染物环境分析与控制对策研究工作，围绕我国履行POPs公约需求，在典型工业过程POPs生成与控制机制等方面开展了深入研究。获中国科学院大学李佩优秀教师奖、国家科技进步二等奖、环保部科技二等奖、UNDP优秀技术支持奖、中国科学院杰出科技成就奖等奖项。任中国环境保护产业协会二噁英污染防控委员会副主任、环境科学学会化学品环境风险防控专委会委员、POPs专委会委员等职位。（文/文娟）
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