城市分流制管网错接通过雨水排放加剧河流生态退化：微生物群落响应与恢复潜力研究

针对分流制排水系统管道错接导致雨水排放污染加剧城市河流生态退化的问题，研究人员通过对比不同污染程度河流在雨季的生态响应，发现污水混入显著提升氨氮（NH3 -N）负荷2.34倍，并导致微生物群落功能多样性降低及氮循环障碍。该研究首次系统揭示了污水混流对河流生态恢复力的长期损害，为城市水环境治理提供关键科学依据。

　　

现代城市排水系统本应是守护水生态健康的“血管网络”，但管道错接这一“血管搭错”现象正悄然引发生态危机。在中国广泛实施的分流制排水体系中，雨水管与污水管的非法连通导致大量生活污水直排河道，尤其在雨季形成“污染脉冲”。尽管基础设施不断升级，南京等城市仍频发河道黑臭事件，其背后是67%城市存在的管网缺陷——每场暴雨都可能将未经处理的抗生素、PFASs（全氟烷基物质）等新兴污染物(ECs)灌入河流。更棘手的是，这些瞬时污染如何破坏微生物群落这一“河流免疫系统”，进而削弱生态系统自我修复能力，至今仍是未解之谜。

为破解这一难题，南京某研究团队在《Journal of Environmental Management》发表研究，选取南京浦口区城南河三条支流作为天然实验室：无雨水排放的参照河流、仅接收雨水的支流，以及受污水混入污染的支流。通过监测雨季前后及两周恢复期的水质参数（如TN总氮、TP总磷）、ECs浓度及底泥微生物群落变化，结合高通量测序和网络分析技术，首次揭示了管道错接污染的生态连锁反应。

关键技术方法
研究采用同步采集排水口溢流水样与河道水样，测定常规水质指标（NH₃
-N、COD等）和ECs（抗生素、PFASs）；通过16S rRNA基因测序解析微生物群落结构；运用共现网络分析评估物种互作关系；结合功能预测（PICRUSt2）量化氮循环功能基因变化。

研究结果

污染排放特征
混合排水口溢流的TN（11.57 mg/L）和TP（0.29 mg/L）负荷分别是纯雨水排放的1.21倍和0.52倍，其中污水贡献了80%污染物。抗生素浓度峰值出现在降雨中期，与污水厂排放规律吻合。

微生物群落响应
污水混入导致河道微生物α多样性降低27%，β多样性显著偏移。关键功能类群如硝化菌(Nitrosomonas)丰度下降64%，反硝化菌(Denitratisoma)增加2.1倍，暗示氮循环功能障碍。网络分析显示物种互作关系简化，模块化程度降低，表明群落稳定性受损。

生态恢复滞后
即使停排两周，污染河流的ECs残留浓度仍高于背景值1.8倍，微生物群落未恢复至基线状态。功能预测显示氨基糖代谢通路活跃度持续偏低，印证生态系统功能恢复迟滞。

结论与意义
该研究证实污水混接通过“污染物胁迫-微生物功能紊乱-生态服务衰减”的级联效应，使城市河流陷入恢复力陷阱。尤其值得注意的是，短期污染暴露可造成微生物群落的长期重构，这种“生态记忆效应”远超传统水质指标的恢复周期。成果为制定基于微生物功能保护的管网改造策略（如将错接率纳入生态修复评估指标）提供了理论支撑，同时揭示了ECs与微生物互作这一新兴研究维度。正如作者Tian Ouyang所述，未来需开发融合水力模型与微生物功能预测的智能预警系统，才能真正实现“城市血管”的生态安全。