威尼斯泻湖新兴污染物筛查：基于高分辨质谱的水体与沉积物污染特征解析

针对威尼斯泻湖水体及沉积物中新兴污染物(CECs)污染特征不明的问题，研究团队采用高分辨质谱(HRMS)可疑物筛查(SUS)技术，首次系统鉴定了150种药物活性成分(APIs)、26种植物保护产品(PPPs)和17种个人护理品(PCPs)，发现河流与污水处理厂(WWTPs)是主要污染源，为脆弱水生生态系统污染物监测提供了新范式。

　　

研究背景与科学问题

威尼斯泻湖作为地中海最大的过渡性水域，正面临日益严重的化学污染威胁。随着城市化进程加速，来自工业排放、农业径流和生活污水的"新兴污染物"(Contaminants of Emerging Concern, CECs)持续输入，包括药物活性成分(APIs)、植物保护产品(PPPs)和个人护理品(PCPs)等。这些物质具有生物活性强、环境持久性高等特点，可能干扰水生生物内分泌系统，但目前在威尼斯泻湖的污染特征、来源解析和迁移规律仍存在显著认知空白。

研究方法与技术路线

研究团队采用高分辨质谱(HRMS)可疑物筛查(SUS)技术，对14个采样点的水体、污水和沉积物样本进行分析。样本覆盖威尼斯泻湖主要区域及两条支流（Dese河和Sile河），包括污水处理厂(WWTPs)进出水、地表水和沉积物。通过Oasis HLB固相萃取柱富集目标物，UHPLC-qTOF-MS系统检测，结合Bruker Target Analysis软件进行化合物鉴定，并采用Jaccard距离进行层次聚类分析(HCA)。

主要研究结果

3.1 污染物分布特征

• 检出195种CECs，包括150种APIs（其中68种首次在泻湖报道）、26种PPPs和17种PCPs

• 抗心律失常药氟卡尼(flecainide)检出率最高（13个站点中的12个），抗抑郁药文拉法辛(venlafaxine)及其代谢物o-去甲文拉法辛普遍存在

• 沉积物中替米沙坦(telmisartan, logK_ow=7.59)因高亲脂性显著富集

3.2 污染源解析

• Treviso污水处理厂(WWTP)进出水分别检出108和100种化合物，常规工艺对83%的CECs去除有限

• Sile河沿线站点(SS4-SS6)PPP污染梯度明显，反映农业活动影响

• 威尼斯历史中心运河(SS11)沉积物检出73种化合物，揭示直排污水的高负荷

3.3 空间聚类分析

• HCA显示水体、污水和沉积物污染特征显著分离

• 北部泻湖沉积物(SS14)与医院附近站点(SS10)聚为一类，提示医疗污染扩散

• Dese河口沉积物(SS8)与地表水相似性最高(Jaccard距离0.22)

研究意义与创新点

该研究通过非靶向筛查技术首次绘制了威尼斯泻湖CECs污染图谱，揭示污水处理厂排放和河流输入是主要污染途径。发现包括新型杀菌剂(climbazole)和已禁用除草剂(terbutryn)在内的多种污染物持续存在，为欧盟水框架指令(WFD)的优先污染物清单修订提供数据支持。建立的SUS方法突破了传统靶向分析(TA)的局限性，可推广应用于其他敏感水域的污染筛查。

论文发表于《Emerging Contaminants》，其价值在于：

1. 1.

   开发了适用于复杂基质的CECs筛查流程

2. 2.

   揭示了过渡性水域污染物"源-汇"关系

3. 3.

   为威尼斯泻湖生态风险管理提供基准数据

4. 4.

   证明传统WWTPs工艺对CECs去除的局限性

后续研究建议结合定量分析评估生态风险，并考察潮汐动力对污染物迁移的影响。该工作为沿海生态系统污染物管控提供了方法论范例，对全球类似敏感水域保护具有借鉴意义。