當我們關注空氣污染、水污染時,一類“看不見的威脅”正悄然擴散——它們被稱為“新興污染物”,包括抗生素殘留、微塑料、全氟烷基物質等,雖未被廣泛監管,卻已遍布空氣、水、土壤甚至生物體內。近日,《Engineering》期刊推出“新興污染物控制:科學與技術”專題,匯集全球研究團隊的最新成果,為應對這一全球環境挑戰提供解決方案。
從風險評估到源頭治理:構建“防御網”的關鍵一步
新興污染物之所以棘手,在于其潛在危害尚未被完全認知。我國研究團隊在專題中指出,建立前瞻性風險評估框架是首要任務。例如,抗生素濫用導致的耐藥基因污染已成為“隱形流行病”,而傳統水處理工藝難以將其去除。針對這一問題, Han等研究者開發了基于紫外線(UV)的高級氧化技術,通過產生強氧化性的自由基,可高效分解水中的抗生素耐藥基因,為控制耐藥性傳播提供了新思路。
與此同時,化學方法的創新為特定污染物治理帶來突破。Ding等團隊提出的新型降解技術,能針對性分解鹵代抗生素——這類污染物因含鹵素原子而難以自然降解,新方法通過斷裂其化學結構,不僅降低毒性,還能減少二次污染。
全球視野下的污染圖譜:從新冠疫情到高原積雪
環境監測是揭開新興污染物“面紗”的第一步。新冠疫情期間,Zhao等團隊發現,醫療廢水和生活污水中的有機微污染物濃度顯著上升,部分地區表面水中的抗病毒藥物殘留增加了2-3倍,這一發現揭示了全球公共衛生事件與環境污染物之間的隱性關聯。
而在遠離工業中心的地區,污染同樣無處不在。Fiedler等在厄瓜多爾的調查顯示,全氟烷基物質(一種用于不粘鍋、防水服的化學物質)已滲透到當地飲用水源,即使在人口稀少的區域,檢出率仍高達65%。更令人擔憂的是,我國內蒙古高原的積雪中也檢測到微塑料,Zhang等團隊指出,這些直徑小于5毫米的塑料顆??赏ㄟ^大氣環流遠距離傳輸,甚至“落戶”在人跡罕至的雪域。
技術創新照亮治理之路:預測模型與靶向清除
面對復雜的污染現狀,精準治理需要“智慧工具”。Huang等團隊開發的 micropollutants 降解預測模型,通過模擬UV高級氧化過程中污染物的轉化路徑,能提前評估處理效果,為水質管理部門提供決策支持。這種“數字孿生”技術,相當于給污水處理廠裝上了“污染預報系統”,可大幅提高治理效率。
微塑料的治理則需要多技術協同。專題中提到,除了傳統的過濾、吸附方法,基于微生物的生物降解技術正嶄露頭角——某些細菌能分泌酶類,將微塑料分解為小分子物質。不過研究也指出,這些技術目前仍處于實驗室階段,大規模應用還需突破成本和效率瓶頸。
未來挑戰:從科學發現到政策落地
專題主編指出,新興污染物治理需“科學-技術-政策”三方聯動。例如,全氟烷基物質在環境中的半衰期長達數十年,但全球統一的排放標準尚未建立;微塑料的檢測方法不統一,導致各國數據難以比較。這些問題都需要國際合作來推動解決。
目前,我國已在重點流域開展新興污染物普查,并將部分抗生素、內分泌干擾物納入監測體系。隨著更多技術如UV高級氧化、生物降解的成熟,未來有望構建起從源頭控制到末端治理的全鏈條防御體系。
來源: Engineering