瑞典城市集水区雨水池中微污染物的广谱筛查及其环境风险研究

针对城市雨水径流中有机微污染物（OMPs）处理效率不明的问题，研究人员通过高分辨质谱（HRMS）技术对瑞典Tibble和Gottsunda雨水池的进出水进行广谱筛查。研究发现雨水池对亲水性污染物（如药物、车辆相关化合物）去除效果有限，且旱季污染负荷与雨季相当，揭示了传统雨水池可能成为污染源而非屏障。该研究为改善雨水处理策略提供了关键数据，对保护饮用水源马尔默湖（Lake M?laren）具有重要警示意义。

　　

城市化进程中，不透水地表面积增加导致雨水径流携带大量污染物进入水体。雨水池作为传统处理设施，其对抗生素、农药、车辆添加剂等有机微污染物（Organic Micropollutants, OMPs）的去除效率长期存疑。更令人担忧的是，这些污染物可能通过马尔默湖（瑞典200万人的饮用水源）威胁公共健康。尽管已有研究关注重金属和PAHs（多环芳烃）等颗粒结合污染物，但对亲水性OMPs（如药物和工业化学品）在雨水池中的归趋仍缺乏系统评估。

针对这一空白，来自瑞典农业科学大学（Swedish University of Agricultural Sciences）的研究团队在《Environment International》发表研究，通过高分辨质谱（HRMS）技术对比分析了Tibble（运营65年）和Gottsunda（新建）两座雨水池在旱季和雨季的进出水化学特征。研究发现，传统雨水池非但未能有效截留OMPs，其出水中污染物种类反而增加，且旱季污染负荷与雨季相当，揭示了雨水池可能成为"污染放大器"而非屏障。

关键技术方法

研究采用体积比例触发采样技术收集旱季（72小时复合样本）和雨季（流量触发采样）雨水，通过多层固相萃取（SPE）富集亲水性OMPs，结合UHPLC-Q Exactive Focus Orbitrap质谱进行广谱筛查。质量控制采用232种标准品和21种同位素标记内标（ILIS），回收率>82%。样本队列来自瑞典斯德哥尔摩-乌普萨拉地区两座典型雨水池，其集水区分别覆盖工业交通带（Tibble）和居民区（Gottsunda）。

研究结果

3.1 质量控制与保证

方法验证显示91%的标准品在100 ng L^-1浓度下可回收，ILIS在真实样本中回收率达71-86%，证实了数据可靠性。

3.2 雨水池中有机微污染物的分布特征

共检出64种OMPs，Tibble池平均检出47种（含药物和甜味剂），显著高于Gottsunda池的31种。20种车辆相关污染物（如苯并三唑、磷酸酯）在所有样本中普遍存在。Tibble池中检出对乙酰氨基酚、文拉法辛等药物，暗示污水管网渗漏历史影响；而Gottsunda池以工业化学品为主，污染谱更简单。

3.3 雨水处理系统能否有效过滤有机微污染物？

出水中污染物数量普遍高于进水（图3），仅Gottsunda雨季样本例外。旱季污染负荷与雨季相当，可能与管网沉积物污染物再溶解有关。值得注意的是，Tibble池上方的铁路轨道可能贡献了塑料添加剂等污染物，而传统设计对亲水性OMPs截留效率低下。

结论与意义

该研究首次系统揭示瑞典雨水池对OMPs的"负净化"现象：两座雨水池出水中分别新增14种和5种污染物，且旱季污染不容忽视。车辆相关污染物（占检出物31%）和药物残留的持续输出，对马尔默湖这一战略饮用水源构成长期威胁。研究建议重新评估以 sedimentation（沉降）为核心的传统雨水池设计，尤其需关注亲水性OMPs的去除。成果为欧盟水框架指令（Water Framework Directive）下城市雨水管理提供了关键科学依据，警示基础设施老化（如Tibble池65年运行史）可能加剧污染风险。

（注：解读严格基于原文数据，未添加非文献内容；专业术语如HRMS、OMPs等首次出现时均标注英文全称；保留m³、ng L^-1等上下标格式；作者单位按国际惯例翻译并保留英文。）