当我们谈论污染时,脑海中常浮现雾霾、污水等直观画面,但一类更隐蔽的“环境刺客”正悄然渗透——它们被称为“新兴污染物”,包括抗生素残留、微塑料、全氟烷基物质等,虽暂未被广泛监管,却已遍布空气、水、土壤甚至生物体内。近日,《Engineering》期刊推出“新兴污染物控制:科学与技术”专题,汇集全球研究团队的最新成果,为应对这一全球环境挑战提供解决方案。
从风险评估到源头治理:构建“防御网”的关键一步
新兴污染物之所以棘手,在于其潜在危害尚未被完全认知。我国研究团队在专题中指出,建立前瞻性风险评估框架是首要任务。例如,抗生素滥用导致的耐药基因污染已成为“隐形流行病”,而传统水处理工艺难以将其去除。针对这一问题,Han等研究者开发了基于紫外线(UV)的高级氧化技术,通过产生强氧化性的自由基,可高效分解水中的抗生素耐药基因,为控制耐药性传播提供了新思路。
与此同时,化学方法的创新为特定污染物治理带来突破。Ding等团队提出的新型降解技术,能针对性分解卤代抗生素——这类污染物因含卤素原子而难以自然降解,新方法通过断裂其化学结构,不仅降低毒性,还能减少二次污染。
全球视野下的污染图谱:从新冠疫情到高原积雪
环境监测是揭开新兴污染物“面纱”的第一步。新冠疫情期间,Zhao等团队发现,医疗废水和生活污水中的有机微污染物浓度显著上升,部分地区表面水中的抗病毒药物残留增加了2-3倍,这一发现揭示了全球公共卫生事件与环境污染物之间的隐性关联。
而在远离工业中心的地区,污染同样无处不在。Fiedler等在厄瓜多尔的调查显示,全氟烷基物质(一种用于不粘锅、防水服的化学物质)已渗透到当地饮用水源,即使在人口稀少的区域,检出率仍高达65%。更令人担忧的是,我国内蒙古高原的积雪中也检测到微塑料,Zhang等团队指出,这些直径小于5毫米的塑料颗粒可通过大气环流远距离传输,甚至“落户”在人迹罕至的雪域。
技术创新照亮治理之路:预测模型与靶向清除
面对复杂的污染现状,精准治理需要“智慧工具”。Huang等团队开发的微污染物降解预测模型,通过模拟UV高级氧化过程中污染物的转化路径,能提前评估处理效果,为水质管理部门提供决策支持。这种“数字孪生”技术,相当于给污水处理厂装上了“污染预报系统”,可大幅提高治理效率。
微塑料的治理则需要多技术协同。专题中提到,除了传统的过滤、吸附方法,基于微生物的生物降解技术正崭露头角——某些细菌能分泌酶类,将微塑料分解为小分子物质。不过研究也指出,这些技术目前仍处于实验室阶段,大规模应用还需突破成本和效率瓶颈。
未来挑战:从科学发现到政策落地
专题主编指出,新兴污染物治理需“科学-技术-政策”三方联动。例如,全氟烷基物质在环境中的半衰期长达数十年,但全球统一的排放标准尚未建立;微塑料的检测方法不统一,导致各国数据难以比较。这些问题都需要国际合作来推动解决。
目前,我国已在重点流域开展新兴污染物普查,并将部分抗生素、内分泌干扰物纳入监测体系。随着更多技术如UV高级氧化、生物降解的成熟,未来有望构建起从源头控制到末端治理的全链条防御体系。
来源: Engineering