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为了解决工业密集区多环芳香化合物(PACs)的来源、环境行为及生态健康风险不明的问题，研究人员在中国常州开展了一项多介质环境研究。该工作量化了水体与大气中64种母体、甲基化及氧化多环芳烃(R-PAHs, Me-PAHs, O-PAHs)的浓度，识别出工业热活动为主要污染源，揭示了低环PAHs倾向于挥发而多数O-PAHs呈现净沉降的规律，并评估了其对水生生态的高风险。研究结果为工业流域制定有针对性的污染物控制策略提供了科学依据。
在人类工业化和城市化的进程中，大量污染物被排放到我们赖以生存的空气和水体中。其中，多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)及其衍生物是一类典型的持久性有机污染物，它们不仅来自化石燃料和生物质的不完全燃烧，其甲基化(Me-PAHs)和氧化(O-PAHs)产物通常具有更高的毒性，对生态系统和人体健康构成潜在威胁。然而，在工业活动密集的流域，这些污染物具体来自何处？它们如何在水体和大气之间“穿梭”？又会对环境和居民健康产生多大的风险？这些问题尚未得到清晰的解答。为了探究这些谜题，一组研究人员将目光聚焦于长江三角洲的工业重镇——江苏省常州市。
这项题为“城市工业流域中母体和衍生多环芳烃的来源与归趋：以中国常州为例”的研究，已发表在《Emerging Contaminants》期刊上。研究团队在常州的水体和大气中，系统检测了多达64种多环芳香化合物(PACs)，深入解析了它们的污染特征、主要来源、跨介质交换过程，并量化了其生态与健康风险，为理解工业城市复合污染提供了宝贵的案例。
在技术方法层面，本研究采用了系统性的环境采样与高精度的仪器分析相结合的策略。研究人员于夏季在常州流域设置了9个站点，同步采集了表层水体的溶解相和颗粒相样品，以及大气的气相和颗粒相样品，共计36个样本。所有样品通过大体积固相萃取进行富集，并利用配备电子轰击离子源的三重四极杆气质联用仪(GC-EI-MS/MS)对包括23种母体PAHs、31种甲基化PAHs和10种氧化PAHs在内的64种目标物进行了准确定量。在数据分析中，综合运用了诊断比值法、主成分分析-多元线性回归(PCA-MLR)、正定矩阵因子分解模型(PMF)进行污染源解析，计算了空气-水逸度比和交换通量以揭示迁移规律，并采用风险商值(RQ)和终生超额癌症风险(LECR)模型分别评估了生态风险和人体健康风险。
研究结果揭示了以下关键发现：
1. 污染水平、比较与组成
研究测得常州表层水中多环芳香化合物(∑64PACs)总浓度平均为350 ± 94.5 ng/L，大气中平均为93.3 ± 38.2 ng/m3。无论是在水体还是大气中，PACs均以溶解相和气相为主，占比分别超过94%和97%。母体PAHs的浓度在两类介质中均占主导地位。空间上，靠近工业园区的站点(S6)和下游站点(S7)浓度较高，而作为饮用水源的站点(S8)浓度显著较低。
2. 来源识别
通过多种方法综合解析，确定了工业热活动（石油和煤炭燃烧）是常州PACs最主要的污染源，交通排放和生物质燃烧也有贡献。研究还发现，大气光化学转化和区域大气输送在调节PACs水平方面起着重要作用。例如，氧化PAHs与其母体PAHs的比值分析表明，部分O-PAHs存在明显的二次形成过程。后向轨迹分析进一步显示，来自东南方向工业化城市（如杭州、苏州）的气团输送了以交通源为主的污染物，而西南方向的气团则更多与煤炭/生物质燃烧相关。
3. 空气-水交换
空气-水逸度分析表明，低分子量的PAHs（如Bip, Ace, Flu）倾向于从水体挥发到大气中。相比之下，大多数O-PAHs（除1-Ind和1-NapA外）表现出从大气向水体的净沉降趋势。这表明地表水体可能是大气中O-PAHs的一个重要汇。净交换通量计算进一步证实，研究区域的表层水整体上是这些污染物向大气释放的源。
4. PACs的生态与人体健康风险
生态风险评估显示，大多数低环PAHs和Me-PAHs对鱼类、水蚤和绿藻呈现高风险(RQ>1)。而多数O-PAHs的生态风险相对较低。对人体健康的评估则呈现不同图景：通过吸入途径计算的终生超额癌症风险(LECR)平均值为7.17×10-8，处于“基本安全”水平。在成人和儿童中，吸入途径的风险均高于皮肤接触途径，且成人面临的风险更高。
结论与讨论
本研究首次对常州地区的母体及衍生多环芳烃进行了综合评估，清晰地描绘了这类污染物在城市工业流域的多介质分布图景。核心结论指出，工业热源是该地区PACs污染的主要推手，而大气光化学过程显著影响着氧化衍生物的形成与归趋。在环境迁移行为上，水体与大气之间存在着活跃的物质交换，低环PAHs倾向于逃逸到大气，而极性的O-PAHs则更易沉降进入水体，这改变了我们对污染物单向传输的传统认知。在风险层面，研究发出了明确的警示：尽管对人体健康的直接致癌风险目前可控，但多种PACs的共存对水生生态系统构成了高风险，这种生态威胁不容忽视。
这项工作的深远意义在于，它将来源解析、迁移过程模拟和风险评价整合在一个统一的框架内，突破了以往单介质、单类别污染物研究的局限。研究结果不仅为常州，也为全球其他面临类似发展压力的工业城市提供了可借鉴的监测方法与管控思路。它强调，在未来环境治理中，必须将母体污染物与其毒性可能更强的衍生污染物纳入协同观测与管控体系，并从多介质交互的视角制定策略，才能更有效地保障区域生态环境安全和居民健康，推动城市的可持续发展。
