巴塞罗那城市地下水新兴移动有机污染物的来源识别与环境风险评估

本研究针对城市地下水面临的有机污染物威胁，通过分析巴塞罗那197个水样中的133种化合物，揭示了污水系统泄漏和地表水是主要污染源，发现41种污染物普遍存在于各类水体中，其中阿托伐他汀、环丙沙星等药物及三聚氰胺具有显著环境风险，为城市水资源保护提供了重要科学依据。

　　

随着城市化进程加速，城市地下水这一重要淡水资源正面临前所未有的污染威胁。在气候变化、人口增长和废水管理不善等多重压力下，巴塞罗那等欧洲城市日益依赖地下水资源，然而这些"看不见的生命线"正遭受着来自个人护理产品、药物、甜味剂和工业化学品等新兴有机污染物的侵袭。尽管欧盟在2022年修订了《地下水指令》（Directive 2006/118/EC），但许多高流动性污染物仍处于监管盲区，这些"隐形杀手"通过雨水径流、地表水渗透和污水管网泄漏等多种途径进入地下水系统，形成复杂的污染混合物。

发表在《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》上的这项研究，首次系统性地调查了巴塞罗那城市水系统中133种移动有机污染物的分布特征。研究团队采集了197个水样，涵盖地下水、暴雨径流、地表水、未经处理的污水、雨水以及可持续城市排水系统（SUDS）渗滤液等多种水体类型。通过高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）等先进分析方法，结合非度量多维标度（NMDS）等统计手段，揭示了污染物在城市水环境中的迁移规律。特别值得注意的是，研究采用了最大似然法的MIX模型来量化不同污染源对地下水的贡献率。

研究结果部分，在"不同城市水体中移动污染物的出现与分布"章节中发现，129种目标化合物中有41种普遍存在于所有水体类型中，其中28种在七类水样中均有检出。特别值得关注的是，高极性化合物（log D_ow <0）在地下水中的占比超过90%，凸显了这类高流动性污染物（vM）的特殊环境行为。通过"城市有机污染物的空间分布"分析，研究量化了不同污染源的贡献：地表水（51.5%）、未经处理污水（43.7%）和暴雨径流（4.8%）。在Besòs河三角洲的案例研究中，发现随着与河流距离的增加，与径流相关的工业污染物贡献显著上升。

"环境风险评估"部分的结果令人警醒。研究采用环境风险商数（ERQ）评估体系，发现阿托伐他汀（atorvastatin）、环丙沙星（ciprofloxacin）和碘帕醇（iopamidol）等药物在多个水体中呈现高风险（ERQ₉₅>1），其中环丙沙星在地下水中的最大风险商数高达60.2。三聚氰胺（melamine）等工业化合物也显示出中度环境风险。值得注意的是，这些高风险化合物大多具有高极性特征，印证了REACH法规对高流动性物质（vM）监管的重要性。

这项研究的意义不仅在于揭示了巴塞罗那城市地下水污染的现状，更建立了一套评估城市水系统有机污染的方法学框架。研究发现污水系统泄漏和地表水是地下水污染的主要途径，而暴雨径流则主要贡献工业污染物。这些结论为城市规划者提供了重要依据：在Besòs河下游等地表水影响显著区域应重点监控药物残留，而在远离河道的城市密集区则需警惕工业化学品渗透。研究强调了对高极性污染物持续监测的必要性，这些物质虽然浓度多为ng/L级，但因其高流动性和生物活性可能对水生态系统产生深远影响。该成果为制定针对性的城市水资源保护策略提供了科学基础，特别是在气候变化导致水资源日益紧张的背景下，对保障城市饮用水安全具有重要实践价值。