在人類工業(yè)化和城市化的進程中，大量污染物被排放到我們賴以生存的空氣和水體中。其中，多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)及其衍生物是一類典型的持久性有機污染物，它們不僅來自化石燃料和生物質(zhì)的不完全燃燒，其甲基化(Me-PAHs)和氧化(O-PAHs)產(chǎn)物通常具有更高的毒性，對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成潛在威脅。然而，在工業(yè)活動密集的流域，這些污染物具體來自何處？它們?nèi)绾卧谒�體和大氣之間“穿梭”？又會對環(huán)境和居民健康產(chǎn)生多大的風(fēng)險？這些問題尚未得到清晰的解答。為了探究這些謎題，一組研究人員將目光聚焦于長江三角洲的工業(yè)重鎮(zhèn)——江蘇省常州市。

這項題為“城市工業(yè)流域中母體和衍生多環(huán)芳烴的來源與歸趨：以中國常州為例”的研究，已發(fā)表在《Emerging Contaminants》期刊上。研究團隊在常州的水體和大氣中，系統(tǒng)檢測了多達64種多環(huán)芳香化合物(PACs)，深入解析了它們的污染特征、主要來源、跨介質(zhì)交換過程，并量化了其生態(tài)與健康風(fēng)險，為理解工業(yè)城市復(fù)合污染提供了寶貴的案例。

在技術(shù)方法層面，本研究采用了系統(tǒng)性的環(huán)境采樣與高精度的儀器分析相結(jié)合的策略。研究人員于夏季在常州流域設(shè)置了9個站點，同步采集了表層水體的溶解相和顆粒相樣品，以及大氣的氣相和顆粒相樣品，共計36個樣本。所有樣品通過大體積固相萃取進行富集，并利用配備電子轟擊離子源的三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-EI-MS/MS)對包括23種母體PAHs、31種甲基化PAHs和10種氧化PAHs在內(nèi)的64種目標物進行了準確定量。在數(shù)據(jù)分析中，綜合運用了診斷比值法、主成分分析-多元線性回歸(PCA-MLR)、正定矩陣因子分解模型(PMF)進行污染源解析，計算了空氣-水逸度比和交換通量以揭示遷移規(guī)律，并采用風(fēng)險商值(RQ)和終生超額癌癥風(fēng)險(LECR)模型分別評估了生態(tài)風(fēng)險和人體健康風(fēng)險。

研究測得常州表層水中多環(huán)芳香化合物(∑₆₄PACs)總濃度平均為350 ± 94.5 ng/L，大氣中平均為93.3 ± 38.2 ng/m³。無論是在水體還是大氣中，PACs均以溶解相和氣相為主，占比分別超過94%和97%。母體PAHs的濃度在兩類介質(zhì)中均占主導(dǎo)地位。空間上，靠近工業(yè)園區(qū)的站點(S6)和下游站點(S7)濃度較高，而作為飲用水源的站點(S8)濃度顯著較低。

通過多種方法綜合解析，確定了工業(yè)熱活動（石油和煤炭燃燒）是常州PACs最主要的污染源，交通排放和生物質(zhì)燃燒也有貢獻。研究還發(fā)現(xiàn)，大氣光化學(xué)轉(zhuǎn)化和區(qū)域大氣輸送在調(diào)節(jié)PACs水平方面起著重要作用。例如，氧化PAHs與其母體PAHs的比值分析表明，部分O-PAHs存在明顯的二次形成過程。后向軌跡分析進一步顯示，來自東南方向工業(yè)化城市（如杭州、蘇州）的氣團輸送了以交通源為主的污染物，而西南方向的氣團則更多與煤炭/生物質(zhì)燃燒相關(guān)。

空氣-水逸度分析表明，低分子量的PAHs（如Bip, Ace, Flu）傾向于從水體揮發(fā)到大氣中。相比之下，大多數(shù)O-PAHs（除1-Ind和1-NapA外）表現(xiàn)出從大氣向水體的凈沉降趨勢。這表明地表水體可能是大氣中O-PAHs的一個重要匯。凈交換通量計算進一步證實，研究區(qū)域的表層水整體上是這些污染物向大氣釋放的源。

生態(tài)風(fēng)險評估顯示，大多數(shù)低環(huán)PAHs和Me-PAHs對魚類、水蚤和綠藻呈現(xiàn)高風(fēng)險(RQ>1)。而多數(shù)O-PAHs的生態(tài)風(fēng)險相對較低。對人體健康的評估則呈現(xiàn)不同圖景：通過吸入途徑計算的終生超額癌癥風(fēng)險(LECR)平均值為7.17×10^-8，處于“基本安全”水平。在成人和兒童中，吸入途徑的風(fēng)險均高于皮膚接觸途徑，且成人面臨的風(fēng)險更高。

本研究首次對常州地區(qū)的母體及衍生多環(huán)芳烴進行了綜合評估，清晰地描繪了這類污染物在城市工業(yè)流域的多介質(zhì)分布圖景。核心結(jié)論指出，工業(yè)熱源是該地區(qū)PACs污染的主要推手，而大氣光化學(xué)過程顯著影響著氧化衍生物的形成與歸趨。在環(huán)境遷移行為上，水體與大氣之間存在著活躍的物質(zhì)交換，低環(huán)PAHs傾向于逃逸到大氣，而極性的O-PAHs則更易沉降進入水體，這改變了我們對污染物單向傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)認知。在風(fēng)險層面，研究發(fā)出了明確的警示：盡管對人體健康的直接致癌風(fēng)險目前可控，但多種PACs的共存對水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了高風(fēng)險，這種生態(tài)威脅不容忽視。

這項工作的深遠意義在于，它將來源解析、遷移過程模擬和風(fēng)險評價整合在一個統(tǒng)一的框架內(nèi)，突破了以往單介質(zhì)、單類別污染物研究的局限。研究結(jié)果不僅為常州，也為全球其他面臨類似發(fā)展壓力的工業(yè)城市提供了可借鑒的監(jiān)測方法與管控思路。它強調(diào)，在未來環(huán)境治理中，必須將母體污染物與其毒性可能更強的衍生污染物納入?yún)f(xié)同觀測與管控體系，并從多介質(zhì)交互的視角制定策略，才能更有效地保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全和居民健康，推動城市的可持續(xù)發(fā)展。