阿联酋极端天气事件中暴雨径流的新型污染物：轮胎衍生化学物质、药物和个人护理品的环境迁移与健康风险

研究团队针对气候变暖加剧干旱区极端降水事件引发的污染物迁移问题，首次系统分析了阿联酋沙迦暴雨洪水中的轮胎衍生化学物质（6PPD-quinone、DPG、HMMM）、PPCPs（咖啡因、可替宁等）及重金属（Al、Fe等）。发现校外区域污染物浓度显著高于校园，证实交通活动与污水溢流是主要污染源，为干旱地区暴雨管理策略制定提供关键数据支撑。

　　

随着全球气候变化加剧，干旱地区正面临前所未有的极端降水挑战。2024年4月，阿联酋遭遇历史性暴雨引发城市内涝，导致长期沉积在硬化地面的污染物大规模迁移。这一现象暴露出干旱地区在突发性水污染事件中的监测空白，特别是对轮胎磨损产物、药物残留等新兴污染物的环境行为认知不足。

纽约州立大学布法罗分校（University at Buffalo, The State University of New York）的研究团队抓住这一独特机遇，对沙迦美国大学周边10个洪水样本展开系统分析。研究聚焦三类关键污染物：轮胎添加剂6PPD及其转化产物6PPD-quinone（已被证实对鲑鱼具剧毒）、橡胶促进剂DPG和HMMM，43种药物和个人护理品（PPCPs），以及21种重金属。成果发表于《Journal of Hazardous Materials Letters》，首次揭示了阿拉伯半岛极端降雨事件中的污染物迁移规律。

研究采用固相萃取（SPE）预处理结合液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析有机污染物，电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）检测金属元素。通过Pearson相关性分析和主成分分析（PCA）解析污染物来源关系。样本采集考虑校园内外对比，以评估人类活动强度对污染分布的影响。

轮胎衍生化学物质

所有样本均检出6PPD-quinone（20-270 ng/L）、DPG（490-14,340 ng/L）和HMMM（70-15,800 ng/L）。机场道路样本中DPG浓度达14,336 ng/L，远超欧美报道值，反映长期干旱导致的污染物累积效应。值得注意的是，6PPD-quinone浓度已接近鲑鱼LC₅₀（95 ng/L）的生态风险阈值。PCA显示HMMM与6PPD-quinone强相关（r=0.893），暗示轮胎磨损是共同来源。

药物和个人护理品

咖啡因（42-779 ng/L）和可替宁（6-179 ng/L）在所有位点检出，对乙酰氨基酚（4-196 ng/L）和利多卡因（1-7 ng/L）则呈现空间异质性。校外环岛样本中PPCPs浓度显著升高，与污水管网溢流特征相符。相关性分析显示镇痛药与兴奋剂存在协同迁移模式（r=0.501-0.980），为城市污染溯源提供新指标。

重金属污染特征

铝（92-218 μg/L）和铁（49-349 μg/L）呈现强空间相关性（r=0.98），钾（160-3,860 μg/L）则独立分布。对比该地区海洋生物体内金属富集数据，证实暴雨径流是重金属入海的重要途径。

这项研究建立了干旱地区极端降水事件中污染物迁移的首个基准数据集，揭示三个关键发现：1）轮胎添加剂浓度与交通密度呈正比，机场周边形成污染热点；2）PPCPs分布模式可有效示踪污水系统失效；3）金属污染反映城市地表累积特征。研究成果为气候适应性城市设计提供科学依据，建议干旱地区优先建设暴雨初期截留设施，并加强对6PPD-quinone等新型污染物的长期监测。随着类似极端天气事件频率增加，该研究提出的"干旱累积-暴雨释放"污染模型将具有更广泛的指导价值。