长江三角洲地区工业化学品、农药和农药残留物的季节性变化、风险优先级及其管理意义

《Environmental Pollution》：Seasonal Dynamics, Risk Prioritization, and Management Implications for Industrial Chemicals, Pesticides, and PPCPs in the Yangtze River Delta

针对长江三角洲河口水体新兴污染物（CECs）的冬季与夏季监测及生态风险评估，研究显示冬季检出209种CECs，工业化学品为主，夏季检出物以农药和工业中间体为特征，空间分布呈现工业与农业区动态耦合。生态风险评估发现18种高风险物质，其中抗真菌剂 clotrimazole 剂量风险超过500倍，6种污染物在两季均具高风险。研究证实CECs污染呈现“工业基线负荷+季节性叠加负荷”模式，提出分区域、分风险、分季节的管控策略。

　　

彭颖|佘璐航|徐强|孙晨阳|任金志|张颖宁|关子强|张晓伟

北京师范大学自然科学院水生生态工程研究中心，珠海，519087，中国

摘要：

本研究全面调查了长江三角洲地表水中484种新兴关注污染物（CECs）的分布、季节变化及生态风险。冬季检测到209种CECs，其中工业化学品在浓度和比例上均占主导地位，表明工业排放是该地区的主要污染源。污染物组成存在显著的季节性变化：冬季以工业中间体、表面活性剂和抗生素为主，而夏季则以工业中间体、增塑剂和除草剂为主，这反映了气候条件和人类活动的共同影响。从空间上看，污染热点随季节动态变化，冬季集中在高度工业化的长江流域，夏季则转移到农业密集的太湖流域。生态风险评估确定了18种高风险物质，主要是PPCPs和农药，其中抗真菌剂克霉唑的极危险商（HQ）超过500。有6种化合物在两个季节都持续存在高风险。风险评估还显示了物种间的敏感性差异，Daphnia magna最为脆弱，并且存在明显的季节性变化，表明单季评估可能低估了年度生态风险。这些发现为制定针对长江三角洲CECs的、具有区域性和季节性的管理策略提供了科学依据。

引言

合成有机化学品，包括药品和个人护理产品（PPCPs）、农药和工业化合物，在现代社会中起着重要作用。然而，它们的广泛生产和消费导致大量新兴关注污染物（CECs）持续释放到水环境中，对生态系统完整性和人类健康构成潜在威胁（Escher等人，2020；Li等人，2021）。尽管在各种水体中频繁检测到CECs（Carpenter和Helbling，2018；Chen等人，2022；Zhou等人，2020），即使长期暴露于低浓度下也可能引起不良生态效应，如神经毒性（Lee等人，2022）、内分泌干扰（Sumpter和Johnson，2005）和发育毒性（Zhang等人，2023）。然而，大多数CECs在常规环境监测计划中仍未受到监管，严重阻碍了生态风险评估和有效管理。

长江中下游地区是中国人口最密集、经济最活跃的区域之一，支撑着全国约40%的人口和淡水资源（Qi等人，2025）。由于工业化、农业活动和快速城市化，该地区面临巨大的环境压力（Qiu，2012）。研究表明，该地区地表水中的CECs（如内分泌干扰物、农药和工业化学品）浓度不断增加，威胁着水生生态系统的健康（Chen等人，2022；Qi等人，2014）。确定优先污染物和关键控制区是实施动态环境管理的关键挑战。秦淮河、长江和太湖等水生系统受到多种人类活动的影响（Peng等人，2018），是研究CECs行为和来源的理想环境。先前的研究表明，这些水体中CECs的浓度和组成存在显著的空间异质性和季节性变化（Pulicharla等人，2022）。了解这些时空动态对于制定有针对性的缓解策略至关重要。例如，需要根据不同的污染特征和季节模式，为工业区、农业区和饮用水源保护区等不同功能区采取差异化的管理措施，包括优化监测网络和干预策略，以适应干旱季节或灌溉期等关键时间窗口。

然而，对长江中下游流域CECs污染的系统性理解——特别是关于季节变化和综合生态风险——仍然有限。大多数现有研究仅关注特定污染物类别或局部区域。例如，已在查干湖（Ju等人，2023）、渤海（Lian等人，2021）和松花江（Zhang等人，2020）等地区记录了抗生素、有机磷酸酯和个人护理产品的季节动态。然而，这些研究在化合物覆盖范围和空间范围上仍然有限（Neale等人，2024）。缺乏同时涵盖多个污染物类别和不同季节的大规模研究，同时也缺乏综合生态风险评估，这阻碍了对CECs行为的全面理解以及优先控制策略的制定（Yang等人，2022）。

为填补这些空白，本研究选择了484种目标化合物，包括PPCPs、农药和工业化学品。在先前研究的基础上，我们在长江三角洲的三个子流域的28个采样点进行了系统的跨流域调查，涵盖了冬季和夏季。本研究的目标是：（1）阐明CECs的分布水平、空间分布和季节差异；（2）明确各种CECs类别的组成特征，并确定其季节变化的关键驱动因素；（3）评估CECs对水生生物（藻类、水蚤和鱼类）的生态风险，从而识别高风险物质和敏感物种。与仅限于单季或局部区域的先前研究不同，本研究同时绘制了整个长江三角洲主要水体在对比水文季节中的污染物分布图。这种综合设计独特地揭示了主要污染源（工业与农业）和相应污染热点（长江干流与太湖流域）在季节间的系统变化。最终，本研究旨在阐明CECs污染的时空动态，为分层次、分级和季节适应性管理CECs提供科学依据，从而为流域尺度的水环境生态风险管理策略的设计提供信息。

采样和化学品

冬季采样于2016年12月，在长江三角洲三个代表性河流生态系统的28个站点进行：长江（9个站点）、秦淮河（8个站点）和太湖（11个站点）。夏季CECs的数据来自我们之前的研究（Peng等人，2018）。本研究考察了长江三角洲内的三个代表性水生生态系统。这些采样地点包括高度城市化的区域

长江三角洲三个河流流域冬季CECs的检测特征

在冬季，长江三角洲三个河流流域的地表水中广泛检测到CECs。在484种目标污染物中，检测到209种，检测率为43.2%（图S2，表S5）。这种高检测频率表明CECs在该地区地表水体中的普遍存在。检测到的污染物总浓度范围从1.01 ng/L到2.97×10⁴ ng/L

结论

本研究揭示了长江三角洲地表水中CECs的“双重驱动”模式：工业排放构成了持续的“基线负荷”，而季节性变化（如气候条件和季节性人类活动（农业、医疗保健和消费）则构成了叠加的“波动负荷”。夏季以高浓度、高度分散的复合污染为特征，而冬季则表现为多样但空间集中的点源污染

CRediT作者贡献声明

张颖宁：写作 – 审稿与编辑。关子强：调查、概念化。张晓伟：写作 – 审稿与编辑、概念化。彭颖：写作 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、监督、软件使用、方法论、调查、资金获取、概念化。佘璐航：写作 – 初稿撰写、可视化、验证、软件使用、方法论、调查、概念化。徐强：写作 – 审稿与编辑、可视化，

未引用的参考文献

Yazman等人，2025。

未标注的参考文献

Tokatl?, 2019; Tokatl?等人，2020a; Tokatl?, 2020b

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

感谢国家自然科学基金（编号：42477288）、广东省基础与应用基础研究基金（资助编号：2023A1515030025）以及欧盟第七框架计划（SOLUTIONS项目，资助编号：603437）的支持。彭颖得到了北京师范大学珠海分校自然科学院的启动资金支持。我们还要感谢Werner Brack和Matin Krauss的技术支持。