城市水环境中PPCPs的时空变异特征及其与城市化的关系- - 以厦门为例

The rapid economic growth in China has fundamentally increased the population size and urbanization process in the past decade. With the accelerated process of urbanization, China has been undergoing urban environmental pollution issues. Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) are a class of emerging contaminants which include many commonly used medicinal, cosmetic, and personal hygiene products. There are great concerns about PPCPs due to their wide occurrence in the environment and potential adverse impacts on ecological safety and human health. It is of great interest to understand the contamination status of PPCPs and to prevent the PPCPs pollution in urban environment. In this project, Xiamen, a typical coastal city in southeast China, is chosen as the study area. It is divided into three zones, including the urban core, the suburban zone and the exurban zone, according to their levels of urbanization. Aquatic, suspended solid particles, and sediment samples will be collected in different seasons, and analyzed for 126 target PPCPs compounds based on the liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). The occurrence and fate of PPCPs in the urban aquatic environment will be investigested. Besides, the relation between the PPCPs contamination and the urbanization levels will be studied. The results of this project will provide useful scientific information to prevent PPCPs contamination during the urbanization process.

近年来，我国社会经济快速发展，城市人口迅速膨胀，城市化进程逐步加快。伴随着快速城市化，城市环境污染日益严重。医药与个人护理品（PPCPs）是一类与人类活动联系密切的新型污染物，其在环境中广泛存在，对生态安全和人类健康具有潜在危害。本项目拟构建基于液相色谱-质谱和气相色谱-质谱分析126种PPCPs的方法，再以典型滨海城市厦门为研究区域，揭示不同季节城市各类水环境中PPCPs的污染特征、来源和分布，从而阐明城市水环境PPCPs的时空变化特征。此外，根据城市化进程不同，将厦门划分为城市中心、近郊和远郊，通过比较各城市化梯度区域水环境中PPCPs的时空变异，揭示城市化对城市水环境中PPCPs污染特征的影响。本项目的研究结果可为快速城市化进程中PPCPs污染控制提供指导，也可为城市的合理规划布局提供科学依据。

医药与个人护理用品（PPCPs）是一类与人类活动联系密切的新兴污染物，其对生态安全和人类健康具有潜在的危害。近年来，我国城市化率逐渐提升，伴随着快速城市化，城市环境污染日益严重。基于此，本项目研究了不同环境介质中的新兴污染物的污染现状、时空分布规律，并讨论了新兴污染物与城市化的关系。具体包括：（1）分别建立了分析水体和污泥中50余种PPCPs的分析方法，方法灵敏度高、回收率好、操作相对简单，可满足分析复杂基底痕量有机污染物的要求。（2）研究了九龙江流域PPCPs污染现状。结果表明九龙江流域广泛存在多种PPCPs，其分布呈现明显的时空差异，对于多数PPCPs，枯水期浓度高于丰水期和平水期，北溪呈现上游高下游低，西溪呈现下游较高的趋势，提示需重视自然水体中新兴污染物的管控。（3）研究了厦门某污水处理厂PPCPs的污染现状，并评价了污水处理工艺对其的去除效果。进水中存在多种PPCPs，浓度在ng/L-mg/L量级，污水处理工艺可一定程度上去除PPCPs，生物处理工艺是PPCPs去除的主要途径，初沉池和消毒工艺也可去除部分PPCPs，然而未被去除的PPCPs则随污水排放进入自然环境。（4）研究了不同污水厂中PPCPs的分布及其与城市化的关系。采集了位于不同城市化梯度的三个污水厂的样品，进水、出水和污泥中均存在多种PPCPs，其主要组成各不相同。不同污水厂对多数PPCPs的处理效果基本相同。进水中，人均PPCPs通量呈现城市中心高于城郊，出水和污泥中均表现出类似规律。本项目首次开展了PPCPs释放通量与城市化梯度的相关性研究，结果提示应优先管控城市中心污水厂中的PPCPs。（5）将PPCPs作为污染示踪剂，追溯环境中的污水来源。在前期研究基础上，选择对乙酰氨基酚等作为易去除类PPCPs，选择双氯芬酸等作为难去除PPCPs，通过两类PPCPs的比值指示自然水体中的污水，结果表明，九龙江河口区广泛存在大量未经处理而直接排放的污水。. 综上，本项目明确了厦门及其周边地区污水、污泥、河流及河口水体中PPCPs的污染现状，阐明了PPCPs的时间和空间变异特征，揭示了PPCPs随城市化梯度的升高而增加的规律，提示我们应注重城市化梯度高的地区的新兴污染物的管控；此外，发展了应用PPCPs示踪污染来源的方法，首次应用于我国自然水体，提示我们需加强非点源污染的管控。