近日,伟的国际1946bv黄爽兵教授团队在抗生素污染与季节性水文过程耦合研究方面取得新进展。相关论文以48种抗生素与DOM光学性质为核心证据,开展跨枯季与丰水期的对比研究,揭示了高地与低地河流中抗生素浓度分布及混合生态风险的水文驱动机制。
研究背景:从“单一污染物”走向“混合风险—过程驱动”
抗生素作为新兴污染物,其浓度在不同河流与季节间可出现显著差异,但驱动机制仍不够清晰。研究聚焦一个关键问题:在高地/低地两类河流体系中,水文过程如何改变抗生素来源信号,并进而影响混合生态风险?
方法亮点:双示踪框架——抗生素 + DOM光学“指纹”
研究采用“双示踪框架”整合两类信息:
· 抗生素谱系:识别人用、兽用与双用途抗生素的共同变化;
· DOM光学性质:通过EEM-PARAFAC与UV-Vis光谱指标,提取蛋白样与腐殖样等DOM组分作为“原位示踪”。
该思路用于在不同水文条件下解析:污染物来源(点源/面源)信号如何被输送与再分配。
主要发现一:枯季抗生素更易“累积”,丰水期改变来源表达
结果显示,枯季在多处采样点出现更高的抗生素浓度与总体风险水平,反映出稀释条件减弱可能导致污染信号更易累积。
同时,研究发现不同河流类型呈现差异化的“风险-来源图谱”:
· 高地河流(受城市点源影响更强):在枯季更突出的人用抗生素信号更常见;
· 低地河流(以农业面源为主):尽管部分单体浓度未必最高,但由于多种抗生素共同出现,混合层面的累计风险更明显。
主要发现二:DOM“蛋白样/腐殖样”组分可对应不同来源类别
· 蛋白样DOM(PR/FA等指标)更倾向与人用抗生素同步变化,提示与污水/生活—医疗相关输入有关;
· 腐殖样DOM与HIX等指标在低地丰水期表现更突出,并与兽用抗生素主导的来源图谱相吻合,反映了径流驱动的地表/土壤输入特征。
主要发现三:水文过程不仅“改变浓度”,也影响混合风险与输运
结合风险评估与统计分析,研究表明:水文条件通过改变点源与面源的激活、输送路径与稀释程度,使抗生素与DOM的共变关系呈现季节性马赛克特征,从而影响混合风险的空间格局。
本研究的结论可由图形化示意总结:

· 高地/城市化区:更偏“污水点源 + 蛋白样DOM示踪”,枯季信号更易累积;
· 低地/农业区:更偏“径流面源 + 腐殖样DOM示踪”,丰水期混合风险更突出。
研究意义:为流域分区治理提供可操作的证据链
研究结果表明,针对抗生素污染治理不能采用“一刀切”。在不同河流类型与季节条件下,应采用与其水文—土地利用特征相匹配的策略:
· 高地城市化河段:重点关注污水处理与点源排放控制在枯季的风险放大效应;
· 低地农业河段:重点关注径流驱动下的面源输入及其与DOM输运关联的风险累积。
研究主要成果发表在《Journal of hydrology》,论文第一作者为博士生苏炤新,通讯作者为其指导教师黄爽兵教授,第一署名单位为伟德源自英国1946;该研究得到国家自然科学基金项目(42472325)资助。
论文题目:Hydrological controls on antibiotics and mixture risks in upland and lowland rivers: A dual-tracer study combining antibiotics and DOM optical properties
(论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022169426010085)