低地流域中短时水传输路径决定兽用抗生素（VPs）的环境归趋

这篇研究通过建立基于时变水传输时间分布（TTDs）的简约流域模型，揭示了荷兰农业低地流域中兽用抗生素（VPs）的迁移机制。研究结合2015-2020年粪便VPs浓度与2020年地表水监测数据，量化了氟苯达唑（flubendazole）和磺胺嘧啶（sulfadiazine）的输入通量，发现即使存在强吸附或快速降解，短时快速流路径（如地表径流和浅层地下水）仍能将1–10?ng/L级VPs输送到河流生态系统。

　　

研究亮点

本研究通过整合水文模型与溶质传输理论，首次在低地农业流域尺度揭示了兽用抗生素（VPs）的快速迁移机制。

研究区域

研究区位于荷兰海尔德兰省，面积26?km²的萨勒冰期形成的河谷流域。该区域以奶牛、小牛和生猪集约化养殖为特征，无污水处理厂排放干扰，是研究农业源VPs迁移的理想场所。

模型开发

基于低地专用水文模型WALRUS（Brauer et al., 2014a），我们构建了考虑时变水龄的VPs传输模型。该模型创新性地引入"残余储水量"概念，耦合蒸发浓缩（evapoconcentration）、吸附（sorption）和降解（degradation）过程，能准确模拟吸附特性迥异的两种VPs（氟苯达唑与磺胺嘧啶）在河流中的浓度动态。

水文与溶质传输模拟

2018-2022年模拟显示，土壤-地下水系统蒸发通量占主导（图4a），Nash-Sutcliffe系数达0.80。VPs主要通过土壤裂隙和瓦管排水（tile drainage）的快速流路径迁移，其贡献率随干湿季节变化达20%-80%。

低地流域VPs传输机制

与传统认知不同，即使流域平均水龄较长，短时快速流路径（<1年）仍是VPs进入河流的关键通道。模型表明：强吸附性VPs（如氟苯达唑）主要经地表径流迁移，而易降解VPs（如磺胺嘧啶）则依赖浅层地下水快速排泄。

结论

短时水传输路径（short transit times）是低地流域VPs环境归趋的决定性因素。该发现为农业流域药物污染防控提供了新视角——针对快速流路径的治理措施可能比传统长期监测方案更有效。