“向经典看齐”是生态环境研究中心主任朱永官院士发起，由生态环境研究中心青年学术委员会委员解读经典论文的系列活动。本活动旨在鼓励青年科研人员勇于挑战高难度的科学问题，抢占科技制高点，向本领域顶尖的科学家看齐，力争取得原创性、颠覆性成果，传承经典、砥砺前行。
经典论文解读：源自车轮胎橡胶的化学物质可毒化河溪，导致鱼类急性死亡
解读人：陆达伟
研究背景
在美国西北太平洋沿岸，每年迁徙回城的成年银大马哈鱼（Coho salmon）在进入城市溪流产卵过程中频繁发生非感染性急性死亡事件，在部分城市化程度高的流域，该现象导致多达40–90% 的鱼群在产卵前死亡，严重威胁该物种的自然繁殖与保护工作。值得注意的是，如果碰巧赶上暴雨，在几小时内就会有大量银大马哈鱼死于非命。这让当地政府非常奇怪，把这件事情归因于“城市径流死亡综合症”（URMS），认为可能与城市水体被污染有关。但是究竟是哪种污染物具备如此剧烈的环境毒性仍是谜团。
研究目标与方法
该研究锁定水体旁城市道路中的汽车轮胎，利用效应导向分析（EDA）、液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）及核磁共振（NMR）等先进分析手段，锁定并验证了致死物质的结构与来源。研究对象为轮胎磨损颗粒渗滤液中可溶性组分，通过多轮色谱分离与生物实验（以幼年银鲑为模型），追踪其中的“毒性活性”成分。
图1. 轮胎滤液色谱分离方案
核心发现
确定主要毒物：6PPD-醌（6PPD-quinone）。
轮胎中广泛使用的抗氧化剂6PPD，在与大气臭氧反应后生成6PPD-醌这一全新结构的氧化产物；
图2. 6PPD-醌的鉴别及其形成过程。(A) 6PPD-醌的液相色谱图；(B) 6PPD-醌的质谱图；(C) 6PPD-醌的形成过程。
该产物对幼年银鲑具有极高急性毒性，致死浓度仅约为95 ng/L；
实验中，暴露银鲑在4–6小时内死亡率高达100%，且行为表现与野外监测一致（如表面呼吸、失衡游动）。
图3. 6PPD-醌化合物的剂量效应关系曲线。
存在广泛的环境暴露：
回顾性采样显示，在西雅图、旧金山、洛杉矶等美西主要城市雨水径流及溪流中普遍检出6PPD-醌，浓度多接近或超过致死阈值；
尽管城市物理栖息地修复投入巨大，鱼类仍因“隐形化学污染”而无法恢复种群数量。
图4. 路面径流和城市水样中6PPD-醌的浓度。
研究意义与影响
这项研究首次揭示了轮胎橡胶添加剂在环境中转化后所造成的严重环境毒性，为长期困扰科研界和管理部门的城市径流致死现象提供了明确答案：
生态环境意义：建立了化学转化产物-急性毒性之间的“因果链条”，强调需评估商用化学品转化过程的生态安全性；
污染源识别：指出轮胎微粒是环境中6PPD-醌的主要来源，尤其在雨天通过城市地表径流进入水体；
监管与替代化学品：建议开发“绿色替代抗氧化剂”，并对人工草坪、城市基础设施的轮胎回收材料使用进行风险评估；
方法学创新：展示了通过多维色谱-高分辨质谱-结构验证的联合策略在“未知污染物识别”中的高效性与前瞻性。
该工作发表著名期刊Science，得到多伦多大学环境化学家Miriam Diamond教授等多位知名专家的高度评价，被引用601次（Web of Science）。
作者简介：第一作者田振宇（Zhenyu Tian）博士，美国华盛顿大学塔科马分校城市水中心。值得一提的是，田振宇博士也是中心校友，毕业于中心环境化学与环境毒理全国重点实验室。通讯作者为美国华盛顿大学塔科马分校城市水中心环境化学家Edward P. Kolodziej教授。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abd6951