草甘膦（N-（膦甲基）甘氨酸）是一种系统性、广谱的有机磷除草剂，由孟山都公司于1971年首次开发（Duke和Powles，2008年）。1974年至2014年间，美国共使用了约137万吨草甘膦，而中国仅在2014年就生产了55万吨（其中70%用于出口），占全球市场的60%以上（Benbrook，2016年）。商业制剂通常包含草甘膦盐（如异丙胺盐和钾盐）、表面活性剂及其他功能性添加剂（Klátyik等人，2025年）。由于其高效的除草效果、与转基因作物的兼容性以及相对较低的哺乳动物毒性，草甘膦已成为全球使用最广泛的除草剂之一（Clapp，2021年；Nandula，2010年）。然而，这种广泛的采用也导致了严重的环境污染。越来越多的证据表明，草甘膦及其主要代谢物氨基甲基膦酸（AMPA）在生态相关浓度下频繁被检测到（Ximei，2022年）。这些化合物在微生物生物膜和水生植物中具有显著的持久性和生物累积潜力，并且其毒性受pH值、温度和水硬度等环境因素的强烈影响。
仅约20%的施用草甘膦被植物吸收，其余部分通过喷雾漂移、地表径流、废水排放和地下渗漏流失（Liao等人，2020年）。因此，草甘膦残留物现在普遍存在于各大洲的地表水、地下水和沉积物中（Osten等人，2025年）。农药和纺织制造设施的工业排放以及市政废水也增加了水体的污染负荷（Borggaard和Gimsing，2008年；Cox和Surgan，2006年）。此外，最新研究表明，洗涤剂和工业清洁剂中使用的氨基多膦酸（如二乙烯三胺五（亚甲基膦酸）在污水处理厂的活性污泥中可以化学转化为草甘膦和AMPA（Engelbart等人，2025年）。这一途径解释了即使在草甘膦使用受限的地区也观察到的持续背景浓度。多项研究记录了草甘膦通过城市径流系统、农业排水网络和浅层地下水路径的传输（Blanchoud等人，2007年；Hanke等人，2010年；Petersen和Hansen，2011年）。这种复杂的多路径输入导致了高度变异的污染模式。在美国中西部、安大略省南部和阿根廷潘帕斯地区的集约化农业区，高浓度草甘膦通过季节性径流事件被输送到溪流和湿地（Zhang等人，2024年）。相比之下，欧洲和澳大利亚的城市流域表现出长期低水平污染，主要与家庭除草剂使用和雨水排放有关（Okada等人，2020年；Schwientek等人，2024年）。环境条件（包括降雨强度（Quaglia等人，2024年）、土壤质地（Mencaroni等人，2022年）、氧化还原状态（Alonso Vignola等人，2025年）、微生物活性（Souza等人，2025年）和水文连通性（Medalie等人，2020年）进一步调节了草甘膦在河流、湖泊、湿地和地下水系统中的命运，从而导致显著的空间和时间变异。这种明显的时空异质性使得风险评估变得复杂，凸显了需要综合性和全球视角的必要性。
在这种明显的时空异质性和环境暴露不确定性的背景下，草甘膦一直受到全球范围内的持续监管审查，反映了关于其环境风险和现有管理框架充分性的持续讨论。欧盟委员会和美国环境保护署（EPA）等监管机构定期重新评估该除草剂。2023年11月，尽管欧盟成员国之间存在分歧，欧盟委员会仍批准草甘膦继续使用10年。这一决定反映了关于草甘膦环境影响的持续讨论，特别是对其潜在致癌性和环境持久性的担忧，并凸显了在科学不确定性和社会关切下的监管决策复杂性（Casassus，2023年）。同样，EPA在2020年对草甘膦的风险评估更新确认了其非致癌性，但指出了其对水生生物（尤其是两栖动物和水生植物）的影响。这些监管进展突显了进行强有力的定量生态风险评估的紧迫性，这些评估需要将全球污染模式与物种敏感性相结合，特别是在草甘膦污染普遍存在的水生环境中。然而，尽管对草甘膦的存在、命运和毒性进行了大量研究，但将全球暴露模式与比较物种敏感性联系起来的定量综合研究仍不足。为了填补这一空白，本文提供了草甘膦在水生系统中的环境行为和生态毒性效应的全面分析。本文总结了草甘膦在水生系统中的全球分布和环境命运，并阐明了其对不同水生生物类的毒性效应及其潜在机制。独特的是，我们采用了物种敏感性分布（SSD）建模和元分析来定量比较不同生物类的毒性，确定保护阈值，并识别最脆弱的生物。最后，我们指出了关键的知识空白和未来的研究重点，以支持基于证据的监管和可持续管理。
