《Journal of Environmental Sciences》：Environmental pathways of persistent, mobile and toxic substances from wastewater treatment plants to water resources via unplanned water reuse in agriculture
编辑推荐：
•有83%的持久性、移动性且有毒物质在各类环境介质中被检测到，表明它们能在不同环境间快速扩散。•非计划性的水重复利用影响了这些物质在地下水中的存在时间与传播路径。•有5种此类物质（2种为药品，3种为工业化学品）的降解程度较低，残留率超过80%。•目前仅有20%的这类物质受到监管，
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有83%的持久性、移动性且有毒物质在各类环境介质中被检测到，表明它们能在不同环境间快速扩散。
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非计划性的水重复利用影响了这些物质在地下水中的存在时间与传播路径。
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有5种此类物质（2种为药品，3种为工业化学品）的降解程度较低，残留率超过80%。
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目前仅有20%的这类物质受到监管，但其中60%会对生态系统造成中高程度的风险。
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有7种此类物质（4种为农药，3种为药品）对水生生物具有较高危害性。
引言
持久性、移动性且有毒物质是全球范围内亟需关注的问题。由于这类物质的吸附能力较弱，它们会通过水循环迅速扩散，污染水资源。最近在地表水、地下水和饮用水中都检测到了这类物质（Muschket等人，2024年；Selak等人，2023年；Neuwald等人，2022年），这对其环境和人类健康构成了潜在威胁。目前迫切需要开展针对这类物质的环境监测与风险评估研究，以便了解它们的存在情况、行为特征及其带来的风险。
这类物质涵盖范围广泛，包括来自日常产品的各种化学物质，如药品、个人护理产品以及工业和农业用化学品。它们被认定为有害微污染物，近期已被纳入欧洲相关法规中。如今，这类物质的判定标准已被整合到CLP法规（欧盟第1272/2008号法规）中，也在最新的立法提案中占据重要地位（欧盟，2023a年，2023b年）。由于这类物质具有持久性和移动性，它们难以被生物降解，往往能避开常规的废水处理工艺，而要大幅降低其浓度通常需要采用先进且能耗较高的方法（Hale等人，2022年）。尽管新修订的《城市废水处理指令》（UWWTD，欧盟2024/3019号指令）旨在提高污染物去除标准，但目前仅涵盖了有限种类的物质。鉴于在各类环境介质中不断检测到大量微污染物，这一限制凸显出有必要扩大监测与风险评估工作范围，为未来将更多物质纳入监管框架提供依据。废水处理厂是这类物质进入环境的主要途径。若将受废水处理厂排放物影响的地表水用于农作物灌溉，将会使数亿人面临健康风险（Drewes等人，2017年）。这种情况被称为非计划性水重复利用，在那些生态环境流量及下游用水依赖于上游处理后的城市废水的地区较为常见（?vecová等人，2021年）。此外，气候变化还推动了人们更有计划地重复利用处理后的废水，以此缓解有限的淡水资源压力，尤其是在城市和干旱地区（Zhang等人，2023年）。由于农业约占全球淡水需求的70%，农作物灌溉成为微污染物，包括这类持久性、移动性且有毒物质传播的重要途径。
针对这类物质的环境监测与风险评估面临诸多挑战，主要源于其高极性带来的分析难题（Ayala Cabana等人，2026年）。因此，关于它们的存在情况、行为特征、自然衰减过程以及可能造成的影响，目前相关数据极为匮乏（Selak等人，2023年）。为确保非计划性水重复利用的安全性，水质不仅要符合现有的监管标准，还需根据人类健康和生态风险的标准进行严格评估（Wang，2022年）。目前信息的缺乏构成了严重的知识缺口，也凸显出有必要获取更多科学证据，为完善现有法规提供支撑。
本研究旨在探讨在非计划性水重复利用用于农作物灌溉的背景下，这类物质在水循环中的存在情况、传播路径、衰减过程及相关风险。通过监测30种高优先级的这类物质在从废水处理厂排放物到地表水、灌溉水、排水水乃至地下水的各类相互关联的环境介质中的分布情况，本研究在真实的野外条件下对这些物质的水文动态进行了系统性评估。研究区域位于马德里下游，该地区农业活动密集、城市压力较大、存在直接从废水处理厂排放污水的情况，且水体稀释能力较弱，这些特点反映了全球范围内受严重污染流域的典型状况。基于这样的环境条件会限制自然衰减过程并促进这类物质在不同环境介质间迁移的假设，本研究旨在分析其衰减规律、地下水动态，以及这些因素对生态和人类健康可能造成的影响。因此，本研究为未来在监管框架中更科学地评估这类物质的风险并确定其优先级提供了基于实测数据的支撑。
章节节选
研究区域
研究区域位于西班牙马德里东南部的哈拉马河流域，约有100平方公里的农业用地依靠通过“哈拉马皇家渠道”输送的地表水进行灌溉。用于玉米种植的用水量由塔霍河流域管理机构审批，具体管理则由当地负责。灌溉在春季和夏季通过漫灌方式进行，每年的灌溉量为15,000立方米/公顷（Santiago-Martín等人，
整体?PMT浓度与化学足迹：从废水处理厂到地下水
在本研究关注的30种持久性、移动性且有毒物质中，有25种在每个监测介质的样本中都有被发现，这证明了它们在各类环境介质中普遍存在。总体而言，这些物质的浓度介于检测下限到4.9微克/升之间。图2a展示了在整个监测期间，从废水处理厂排放物到地下水各监测点的?PMT数值。不同监测介质间的?PMT数值存在显著差异，具体内容如下文所述。
废水处理厂排放物中的?PMT浓度较高，这一现象可能源于
结论
这项研究揭示了在非计划性农业用水重复利用影响的重大水循环系统中，这类持久性、移动性且有毒物质的广泛存在及其传播路径，表明这类物质的污染应被视为一个系统层面的现象，而非孤立于特定环境介质的污染问题。研究还表明，自然衰减过程能够显著降低许多这类物质的浓度。不过，所研究的这类物质中有很大比例（高达83%）会穿过非饱和带
未引用参考文献
欧盟欧洲议会和理事会，2024年；Huang等人，2022年；Wojcieszyńska和Guzik，2020年
CRediT作者贡献说明
Lesly Ayala Cabana：撰写原文初稿、可视化处理、软件应用、方法设计、实地调查、正式数据分析、数据整理、概念构建。Ana de Santiago Martín：撰写文本的审阅与编辑、结果验证、项目监督、资源协调、项目管理、方法设计、实地调查、资金申请、概念构建。Isabel López-Heras：结果验证、项目监督、方法设计、概念构建。Ana García Arcos：实地调查。Raffaella Meffe：撰写文本的审阅与编辑、结果验证，
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到了MICIU/AEI /10.13039/ 501100011033项目（项目编号PID2020-118521RB-I00）的支持，同时也得到了编号为TEC2024/ECO-69、名为CARESOIL-CM的研发项目支持，此外还获得了欧盟“下一代欧盟计划”下“Investigo计划”的资助，该计划属于欧盟复苏与韧性机制的组成部分（文件编号2022-C23.I01.P03.S0020-0000033）。图形摘要是在BioRender软件中制作的。作者们还要感谢
Lesly Ayala Cabana|Ana de Santiago Martín|Isabel López-Heras|Ana García Arcos|Raffaella Meffe
