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本文聚焦欧洲十个沿海城市，探讨气候变化引发的极端天气（如洪水、干旱等）如何影响环境污染。研究发现极端天气加剧污染物扩散，威胁生态系统、水质和公众健康。文中还讨论了缓解和适应策略，为沿海城市应对气候变化挑战提供参考。
引言
气候变化的影响正重塑环境动态，沿海城市受海平面上升和极端天气影响，面临更大的环境压力。在欧洲，沿海城市风暴、洪水、热浪和干旱愈发频繁，这些极端天气加剧了环境污染。气候变化还改变了重金属、微塑料和微生物病原体等污染物的迁移转化，影响水生和陆地生态系统。
沿海城市受自然和人为因素双重挑战，城市化、旅游、工业活动和农业径流造成污染，极端天气又进一步促进污染物的扩散和迁移。例如，洪水会使沉积物中的重金属重新悬浮，还会携带城市径流中的微塑料，增加其毒性。此外，城市应对气候变化的适应策略有时会带来意外后果，如基础设施建设不当导致污染物释放，过度依赖工程措施会加剧侵蚀或生态系统退化。
本综述考察了从大西洋到地中海、波罗的海和黑海沿岸的十个欧洲沿海城市（斯莱戈、都柏林、维拉诺瓦、贝尼多姆、奥尔索阿尔德亚、马萨、奥埃拉什、皮兰、格但斯克和萨姆松），研究气候相关灾害对环境污染的影响，探讨这些城市面临的污染风险，强调缓解气候变化影响的策略，并指出未来研究方向。
城市气候影响和极端天气概述
本研究选取的十个欧洲沿海城市地理、气候和社会经济情况各异，且易受极端天气影响，有着不同的污染风险。它们积极参与气候适应合作项目，如 SCORE 项目，致力于构建创新的气候适应解决方案。
研究通过广泛的文献综述和与当地利益相关者直接交流收集数据，包括研讨会、问卷调查和会议等形式，还从 Scopus 数据库检索相关文献，并进行人工筛选以确保相关性和质量。
斯莱戈和都柏林属于温带海洋性气候，因沿海且雨水基础设施老化，易受风暴、沿海和陆地洪水以及海平面上升影响。暴雨会引发洪水，带动农业径流、污水和工业污染物等扩散。都柏林的沿海侵蚀和老化的雨水基础设施进一步增加了污染风险。
维拉诺瓦和贝尼多姆位于地中海地区，面临气温升高、干旱和热浪问题。干旱加剧水资源短缺，使污染物浓缩，热浪则增加藻华和微生物污染风险，影响旅游业和水系统。贝尼多姆依赖旅游业，存在更多微塑料等污染物，维拉诺瓦则受农业径流影响较大。
奥尔索阿尔德亚是比斯开湾的工业化沿海地区，受暴雨和海平面上升影响，面临重金属和工业污染物污染风险，其陡峭地形和沿海基础设施使问题更加复杂。马萨位于第勒尼安海沿岸，易受海岸侵蚀、风暴潮和沿海及陆地洪水影响，增加了工业和农业污染物的扩散，干旱还会使水体中污染物浓度升高，加大污染治理难度。奥埃拉什靠近塔霍河河口，面临陆地洪水和风暴潮，加剧沿海洪水和侵蚀，工业活动、城市发展和老化的污水系统增加了污染风险。
皮兰是亚得里亚海沿岸的旅游城市，旺季时未经处理的污水排放是主要污染风险，干旱和暴雨会加剧这一问题，尤其是在历史悠久的塔尔蒂尼广场附近。格但斯克是波罗的海的主要工业港口城市，易受海平面上升和暴雨、沿海洪水影响，工业场地和老化基础设施会造成污染，港口和城市地区的污染物给水质管理带来挑战。萨姆松位于黑海沿岸，经历强烈风暴、暴雨和海岸侵蚀，其陡峭地形加速农业和工业污染物入海，威胁淡水和海洋生态系统，海平面上升和海岸侵蚀还威胁沿海农田。
极端天气事件对污染物迁移转化的影响
极端天气事件干扰沿海环境的生物地球化学过程，在气候变化的作用下，会带动各种来源的污染物迁移，改变其在陆地和水生生态系统中的运动轨迹。
沿海和陆地洪水由暴雨和风暴潮引发，会将农业、工业和城市地区的污染物带入水道，增加水污染风险。在都柏林和斯莱戈，暴雨引发的洪水导致未经处理的污水和农业径流溢入水道。洪水还会使雨水系统不堪重负，将硝酸盐、磷酸盐、病原体和重金属等污染物冲入河流和沿海水域，引发水体富营养化，导致藻类大量繁殖，消耗水中氧气，危害水生系统，使生物多样性长期下降。在格但斯克，海平面上升和暴雨引发的洪水将工业污染物（如石化产品和重金属）带入波罗的海，这些污染物在沉积物中积累，影响底栖生物，破坏食物链。在萨姆松，暴雨期间的农业径流导致黑海中营养物质和农药污染增加，促进藻类繁殖，消耗氧气，威胁鱼类种群和生物多样性，还可能产生对公众健康有害的产毒蓝藻。
地中海城市如贝尼多姆和维拉诺瓦的干旱和热浪会使水体中的污染物浓缩。在贝尼多姆，长期干旱导致水资源短缺，使旅游相关活动产生的污染物（如药品、个人护理产品和微塑料）在沿海水域积聚。这些污染物与高温共同作用，改变水的化学成分，增加污染物毒性，促进其在海洋生物体内的生物积累，影响包括人类在内的较高营养级生物。干旱还会导致湿地等自然水过滤系统干涸，降低生态系统自然净化污染的能力。在维拉诺瓦，热浪、干旱和农业径流共同作用，使河流和沿海水域中的化肥和农药浓度增加，增加富营养化和有毒藻华的风险，湿地减少进一步削弱了自然过滤系统，导致水质和生态系统服务长期退化，这对依赖旅游业的城市来说尤为不利。
风暴潮会侵蚀沿海地区，带动沉积物和垃圾填埋场中的污染物扩散。在奥尔索阿尔德亚，风暴期间，以前工业活动留下的重金属等污染物会重新悬浮到水体中，威胁当地渔业和海洋生物多样性，长期接触这些污染物会影响海洋生物的繁殖和发育，破坏生态平衡。在马萨，风暴潮和海岸侵蚀使海岸线附近垃圾填埋场和其他废物处理场所的重金属、塑料和有机污染物进入第勒尼安海，通过污染海鲜威胁海洋生物和人类健康。风暴潮还会破坏沿海防御设施，增加未来污染风险。在皮兰，亚得里亚海海平面上升和风暴潮增加了海水倒灌和淡水资源污染的风险，作为旅游胜地，沿海水域污染不仅影响海洋生态系统，还威胁当地经济。
海平面上升与城市化相互作用，加剧污染风险。在奥埃拉什，海平面上升和沿海洪水威胁低洼地区的污水处理设施，导致未经处理的污水排入塔霍河河口和大西洋，带来长期健康风险。在格但斯克，海平面上升和风暴活动增加对城市老化基础设施造成压力，导致污染事件更频繁发生。工业区和雨水系统的洪水将重金属、化学物质和病原体带入波罗的海，在沉积物中积累，破坏海洋生态系统，增加生物积累风险。
缓解和适应策略
为应对气候变化带来的污染风险，沿海城市需采取缓解和适应相结合的策略，包括监测系统、基础设施改善和有效的政策框架，以增强对极端天气事件的抵御能力。不过，这些策略的实施常受经济成本、治理挑战和社区参与度等因素限制。
实时监测和预警系统对于在极端天气事件期间跟踪水质和污染物水平至关重要。在都柏林，城市河流中安装的实时水质传感器有助于监测暴雨期间的污染物，可提前发现污染峰值，采取快速响应措施，确定易发生雨水溢流的区域，为基础设施升级提供依据。格但斯克的波罗的海监测计划为应对洪水和工业径流提供了有价值的海水水质数据，促进了跨城市和跨境的沿海监测合作。然而，此类系统需要大量的技术和专业知识投入，对资源有限的城市来说是财政和后勤负担。此外，确保系统的长期可持续性依赖稳定的资金支持和有效融入地方治理框架。扩大欧洲沿海城市的监测网络对提高适应能力至关重要，但还需解决利益相关者之间的数据可及性和互操作性问题。投资实时水质监测、遥感技术和预测模型，有助于城市更好地预测和应对极端天气事件期间的污染风险。
可持续城市排水系统（SUDS）和绿色基础设施通过自然吸收和过滤减少洪水风险和雨水污染。奥埃拉什在采用绿色基础设施应对洪水和污染风险方面处于领先地位，该市实施了透水路面、绿色屋顶，并建造湿地来管理易洪地区的雨水径流。这些措施在污染物进入河流和沿海水域之前进行过滤，减少了总体污染物负荷，保护了生态系统。奥埃拉什采用雨水花园、生物滞留带和城市湿地，不仅减轻了洪水风险，还通过为野生动物创造栖息地改善了当地生物多样性，这些系统在雨水到达塔霍河河口之前进行捕获和过滤，防止污染物在水中积累，有益于人类健康和海洋生态系统。沿海城市应继续投资 SUDS 和绿色基础设施，以增强对极端天气事件的抵御能力。它们成本效益高，能适应多种城市环境，是缓解气候变化对污染影响的关键工具。然而，在不同城市复制成功的 SUDS 设计需要根据当地气候、地理和社会经济条件进行定制，这增加了复杂性和成本，其广泛应用还常受土地使用限制、维护需求和公众认知不足的阻碍。
许多沿海城市的基础设施老化，无法应对洪水和风暴带来的水量增加问题。位于黑海沿岸的萨姆松近期投资升级污水处理基础设施，以应对雨水溢流风险，还安装了备用电源系统，确保在极端天气事件期间持续运行，减少未经处理的污水排入黑海的风险。在贝尼多姆，由于长期干旱，水资源短缺和污水处理成为关键问题，该市投资建设了废水回收和海水淡化厂，缓解了水资源短缺问题，减轻了对自然水源的压力，降低了干旱期间的污染风险。此外，该市还采用先进的污水处理技术去除新兴污染物，如药品和个人护理产品，这些污染物在水流较低时往往会浓缩。投资建设有韧性的污水和雨水基础设施对保护沿海城市免受气候变化驱动的污染风险至关重要，但升级老化系统的成本较高，对财政能力有限的城市是重大障碍。而且，这些升级应考虑未来气候情景，确保城市能应对极端天气事件强度增加和用水及污染模式的变化，这需要长期规划和政治承诺。
基于自然的解决方案（NbS），如恢复湿地和沙丘，对于保护沿海城市免受侵蚀和风暴潮影响、过滤污染物至关重要。皮兰通过恢复沿海湿地实施 NbS，这些湿地作为抵御风暴潮的天然缓冲区，在风暴期间吸收多余水分，过滤掉营养物质、重金属和有机污染物，改善了亚得里亚海的水质。在马萨，恢复沿海沙丘和实施生态海岸线保护措施，保护城市免受海岸侵蚀和风暴破坏，稳定了海岸线，减少了污染物向第勒尼安海的迁移，还为海洋和沿海物种创造了新栖息地。利用自然栖息地的保护和过滤能力，沿海城市可以在可持续和成本效益高的前提下，增强对气候变化的抵御能力，同时应对污染风险。尽管如此，这些方法在可扩展性和可复制性方面面临挑战，如土地使用冲突、经济利益冲突和长期维护需求。政治障碍和利益相关者参与不足也会阻碍 NbS 的采用，特别是在短期内看不到明显经济效益的地区。
有效的治理和政策框架对扩大气候适应策略至关重要。在格但斯克，城市的洪水风险管理策略与波兰国家气候适应计划和欧盟水框架指令紧密相关，通过整合这些框架，格但斯克获得了防洪项目资金，加强了跨境水质监测合作，并实施了更严格的工业污染监管措施。都柏林制定了全面的气候行动计划，兼顾洪水风险和污染管理，其方法结合了基础设施改善、社区参与和区域合作，以降低气候脆弱性，改善水质。都柏林积极参与欧洲气候适应平台（Climate-ADAPT），确保城市政策与最新气候科学和气候风险管理最佳实践保持一致。有效的治理和政策框架对推广成功的缓解和适应策略至关重要。沿海城市必须优先开展跨部门合作，为气候适应型基础设施争取资金，并积极参与国际气候适应倡议，以确保应对气候变化的措施稳健且可持续。社区倡议和利益相关者参与在此过程中尤为重要，当地非政府组织、居民和社区团体可在监测、维护和倡导这些措施方面发挥积极作用。例如，参与式方法（如实施沿海城市生活实验室）可以增强地方参与度，改善数据收集和监测，降低运营成本。
未来研究应优先关注研究较少的污染物，如药品、农药和微塑料，以更好地了解它们在极端天气条件下的行为，以及对生态系统和人类健康的长期影响。此外，研究将基于自然的解决方案与现有基础设施整合的协同效益和权衡取舍，有助于为可扩展和可复制的适应策略提供有价值的见解。
