Ecotoxicology
Ecotoxicology（生态毒理学）是 Ecology (生态学) 与 Toxicology (毒理学) 的交叉学科，旨在研究有毒化学物质（Xenobiotics）对生物种群、群落及整个生态系统的影响。与传统毒理学关注单一生物体（特别是人类）的健康不同，生态毒理学的核心视角是多层级 (Multilevel) 的，涵盖从分子水平的生物标志物变化到食物网层面的能量流动受阻。它是环境风险评估 (ERA) 的科学基础，直接指导着诸如 REACH 等化学品监管法规的制定，旨在通过评估物质的 Bioaccumulation (生物富集) 和持久性来保护生态系统的完整性。
环境归趋：生物放大效应
化学物质进入环境后，不仅会发生降解或稀释，某些物质还会沿着食物链逆向浓缩。生态毒理学特别关注 PBT 物质：
- Bioconcentration (生物浓缩)： 水生生物直接从水中吸收化学物质，使其体内浓度超过水环境浓度。
- Bioaccumulation (生物富集)： 生物通过环境介质和摄食两种途径吸收，且吸收速率大于排出速率。
- Biomagnification (生物放大)： 随着营养级 (Trophic Levels) 的升高，污染物浓度呈指数级增加（如大鱼吃小鱼，人类吃大鱼）。典型的例子是 DDT 和甲基汞。
测试体系：代表性营养级
为了评估化学品对生态系统的影响，科学家不能测试所有物种，而是选择具有代表性的模式生物 (Model Organisms) 来覆盖不同的营养级。这些测试通常遵循 OECD 指南。
| 营养级 | 常用物种 | 典型测试 |
|---|---|---|
| 初级生产者 (Producers) |
藻类 (Algae) Desmodesmus subspicatus |
72h 生长抑制试验 (OECD 201)。测定 EC50。 |
| 初级消费者 (Primary Consumers) |
大型蚤 (Daphnia) Daphnia magna |
48h 急性活动抑制 (OECD 202)；21天繁殖试验 (慢性, NOEC)。 |
| 次级消费者 (Secondary Consumers) |
鱼类 (Fish) 斑马鱼 (Zebrafish) |
96h 急性致死试验 (LC50) (OECD 203)。 |
风险评估：PEC vs. PNEC
生态毒理学的终极目标是进行环境风险评估 (ERA)。其核心逻辑是比较“环境中的浓度”与“生物耐受的浓度”。
RQ (风险商) = PEC / PNEC
- PEC (Predicted Environmental Concentration)： 预测环境浓度。通过排放模型计算或实地取样测得。
- PNEC (Predicted No-Effect Concentration)： 预测无效应浓度。通常由最敏感物种的 NOEC 或 LC50 除以一个评估因子 (AF, 通常为 10-1000) 得出。AF 用于缓冲实验室数据与真实生态系统之间的差异。
- 判读： 若 RQ > 1，则认为存在环境风险，需采取风险管控措施。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Carson R. (1962). Silent Spring. Houghton Mifflin.
[点评]：生态毒理学的奠基之作，首次向公众揭示了农药（如DDT）在食物链中的富集及其对鸟类繁殖的毁灭性影响。
[2] Chapman PM. (2002). Integrating toxicology and ecology: putting the "eco" into ecotoxicology. Marine Pollution Bulletin.
[点评]：强调了单纯的实验室毒性测试不足以反映复杂的生态系统，呼吁结合野外生态学调查。
[3] ECHA. (2008). Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment. European Chemicals Agency.
[点评]：欧盟 REACH 法规的技术指南，详细规定了如何利用 PNEC 和 PEC 进行化学品注册中的环境安全评估。