《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Spatio-temporal Variations and Socio-economic Driving Factors of Drinking Water Treatment Plant Development in the Yangtze River Basin
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•构建了长江流域饮用水处理厂（DWTPs）的流域尺度数据库。•经济水平在过去30年中显著影响了饮用水处理的发展。•影响水质的人类活动推动了饮用水处理技术的投资与进步。•到2033年，95%的DWTPs将采用高级处理工艺。•水资源区域差异有所缩小，促进了长江流域的发展。引言长江
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构建了长江流域饮用水处理厂（DWTPs）的流域尺度数据库。
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经济水平在过去30年中显著影响了饮用水处理的发展。
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影响水质的人类活动推动了饮用水处理技术的投资与进步。
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到2033年，95%的DWTPs将采用高级处理工艺。
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水资源区域差异有所缩小，促进了长江流域的发展。
引言
长江流域（YRB）是中国城市饮用水供应最重要的地区之一。长江流域拥有大量人口稠密的城市和高度发达的工业区，使长江成为城市饮用水供应的主要水源地区[1]，[2]。流域内密集的农业和工业活动增加了用水需求，并对原水水质造成了持续压力[3]，[4]，[5]。用水需求上升与原水水质风险增加的双重压力，对饮用水处理厂提出了更高的要求，特别是在处理产能、工艺升级以及稳定供应高品质饮用水方面[6]，[7]，[8]。因此，应更加关注长江流域饮用水处理厂及处理工艺的演变。
为满足日益提高的饮用水安全要求，中国的饮用水处理技术经历了三个阶段的发展演变。第一代饮用水处理依赖于常规工艺：混凝、沉淀、过滤和氯化，以减缓病原生物风险[9]，[10]。该方法能有效去除颗粒物质和水源性病原体，但对溶解性有机化合物的去除效果较差[11]。20世纪80年代，第二代处理技术引入了臭氧氧化和活性炭吸附，以改善溶解性有机污染物、有毒痕量化合物和消毒副产物前驱物的去除[12]，[13]。20世纪90年代，第三代水处理技术应运而生，以超滤为代表技术，以应对贾第虫（Giardia lamblia）和隐孢子虫（Cryptosporidium）带来的生物安全风险[14]，[15]。尽管臭氧氧化和生物活性炭等高级处理工艺已越来越多地应用于中国城市供水，但其在各地区的采用仍存在明显的空间不均衡性。这种空间差异凸显了探讨塑造饮用水处理工艺采用的底层因素的必要性。
长江流域的空间异质性表现明显，各城市在水资源可获得性[16]，[17]、水质[18]，[19]以及供水系统[20]，[21]方面均存在空间差异。这些差异受环境和 socioeconomic 因素影响[22]。这些差异可能导致不同的处理需求，并影响饮用水处理工艺的选型和升级。长江流域的大多数研究集中在少数主要城市饮用水处理厂（DWTPs）的污染物去除方面。以往研究主要针对微塑料[23]、重金属[24]，[25]、消毒副产物[26]、抗生素[27]以及其他痕量有机污染物[28]，[29]，[30]。尽管这些研究加深了对厂级污染物去除的了解，但在区域尺度上分析原水水质、经济条件和人口特征如何影响处理工艺的研究仍较为匮乏。这凸显了阐明长江流域饮用水处理空间差异及其驱动因素的必要性。
本研究为长江干流及其紧密连接的湖泊流域沿线23个选定城市构建了多源数据库，涵盖原水水质、人口特征、经济指标和水资源可获得性。此外，还纳入了127座DWTPs的运行数据，覆盖常规、高级和混合工艺配置。通过多变量分析，识别了这些城市饮用水处理工艺的影响因素，并对未来技术升级进行了预测，以评估经济发展如何推动工艺现代化并提升区域水安全。本研究为理解饮用水处理升级的驱动因素提供了区域视角，并支持制定更有针对性的城市水安全策略。
章节摘要
数据库构建
所选城市主要沿长江干流分布，以确保从上游到下游的连续空间覆盖，并便于在相对一致的水道走廊内对各城市进行对比。位于支流水系更远处的城市未被纳入，因为这些支流系统覆盖的地理范围更广、异质性更大，超出了本研究的范围。几个与紧密连接的湖泊流域相关的主要城市
长江流域城市水资源
为调查过去30年间长江流域饮用水处理的发展情况，考虑了包括水资源和DWTPs在内的关键特征。共收集了127座DWTPs的详细信息，详见表S3；23个城市的DWTPs代表性图片见图2，相应的DWTPs信息列于表S6。
如图2b所示，在所选城市之间观察到了水资源可获得性的明显空间差异。特别地，
结论
本研究系统评估了长江流域过去30年间饮用水处理的发展情况，并考虑了社会经济条件。主要发现如下：
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2013年至2023年间，长江流域地表水水质持续改善，这可归因于经济增长、政策支持、人才培养等。此外，中游水质一直优于上游和下游。
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经济
CRediT作者贡献声明
范黄：写作—审阅与编辑。吴世一：写作—审阅与编辑。温靖雅：写作—审阅与编辑。周志伟：验证、概念构思。李文静：写作—审阅与编辑。李星：写作—审阅与编辑、验证。梁文宇：写作—原稿撰写、方法论、调查研究。苏兆阳：写作—审阅与编辑、指导、方法论、基金获取。田龙：资源、方法论。
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的可能影响本论文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究受国家重点研发计划（编号：2022YFC3204200 & 2024YFC3810900）和国家自然科学基金委员会（编号：52570015）资助。作者衷心感谢所获得的技术与资金支持。
梁文宇|李星|温靖雅|吴世一|李文静|周志伟|范黄|田龙|苏兆阳
