1. 引言

全球合成化学品的产量在近十年翻了一番，其中石油产品、特种化学品和高分子材料分别占总份额的25.7%、26.2%和19.2%，预计到2030年，药物以外的化学品利用率将增加70% [1] [2]。伴随这种增长趋势，越来越多的新型污染物被发现。新型污染物，也被称为新污染物或新兴污染物，由于其生物累积性、毒性和环境持久性，对人体健康和生态环境构成重大威胁[3] [4]。值得注意的是，这类污染物没有被纳入传统的环境管理，或者目前的管理措施不足以有效预防和控制相关风险。当务之急是迅速采取强有力的措施，以有效减轻与这些污染物相关的风险[5]。与常规污染物相比，其在环境中的存在水平较低，一方面其筛查、鉴别通常需要借助高精密仪器；另一方面其短期内不会对生态系统或人体健康造成突发性危害，但潜在的高风险问题已经得到人们的广泛证实和关注[3]。在中国，约70%的人口将地下水作为其饮用水的主要来源[6]。与其他水体相比，地下水流动较为缓慢，且地层结构复杂，这使得地下水污染问题具有较强的隐蔽性和修复难度。然而人口增长与城市化的快速推进导致了污水排放和化学物质使用的显著增加，加之大量废弃物的产生，这些因素共同对地下水环境产生了直接的负面影响，使得新型污染物的监测和管理变得尤为迫切[7]。本文旨在通过对新型污染物的分类、潜在风险及其在我国地下水中的分布规律进行详细分析，并梳理当前的监测和检测现状，预测未来发展趋势，为地下水中新型污染物的监测、管理和防控提供科学依据和参考方向。

2. 新型污染物的分类及危害

目前，全球还没有对新型污染物达成一致的分类，但有四类污染物引起了极大的关注：持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants，简称POPs)、内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals，简称EDCs)、药品及个人护理用品(Pharmaceuticals and Personal Care Products，简称PPCPs)和微塑料(Microplastics，简称MPs) [8]。随着环境科学研究的深入和全球环境问题的加剧，越来越多的细分新型污染物被识别出来，并被公约组织认定为对人体健康和环境安全构成重要威胁[9]。本文对目前研究较多的新型污染物的分类、定义、危害特征及代表物进行了总结，见表1。

Table 1. Definition, harmful characteristics, and representative substances of emerging contaminants

表1. 新型污染物的定义、危害特征以及代表物

总的来说，新型污染物可以概括为以下四个特点：

1) 管理复杂性：具有持久性和生物累积性的新型污染物正在生物体内不断积累。即使以低剂量排放到环境中，它们也会沿着食物链逐渐积累，对环境生物和人类健康构成威胁。因此，仅仅依靠符合排放标准的常规污染物控制措施，可能无法完全实现对新型污染物的全面环境风险管理。此外，由于涉及多个行业和长期的产业链，新型污染物的替代产品和技术开发面临诸多挑战，因此需要不同部门之间协同合作进行治理[10] [11]。

2) 种类繁多：超过20类新型污染物受到全球关注，每一种都含有许多化学物质，从几十种到几百种不等[12]。随着对其环境危害认识的加深，以及环境监测技术的发展，预计可识别的新型污染物数量将继续增加。

3) 生物毒性显著：包括器官毒性、发育毒性、生殖毒性和神经毒性，一旦它们在生物体内积累，无疑会对生态系统和人类健康构成重大危害[10] [13]-[15]。

4) 潜伏期长：污染具有滞后性，修复具有长期性。由于污染物需要积累到一定的浓度才能引起环境变化[16]，因此检测污染需要一定的时间。此外，目前新型污染物监测技术的不完善更容易造成滞后污染。

3. 地下水中新型污染物的研究进展

3.1. 地下水中新型污染物研究概况

尽管新型污染物在水体、土壤和大气环境中都有所分布，但目前的研究和检测更多地聚焦于地下水中的新型污染物。近20年来，中国关于地下水中新型污染物的研究主要集中在一线城市和人口密集的二线城市，涵盖南部发达的工业和农业地区，以及西南部的喀斯特地区[17]-[20]。在知网(CNKI)和Web of Science数据库，利用“新污染”、“新兴污染物”、“新型污染物”及“地下水”四个关键词，检索到相关研究论文150篇(中文70篇，英文80篇)。值得注意的是，2020年之前的研究论文仅有23篇，而近几年的研究论文数量呈现显著增长趋势，说明地下水中新型污染物的问题已经开始引起相关研究人员的关注。从研究内容来看，经济发展水平与新型污染物浓度之间存在一定的相关性。通常，经济发展水平越高，地下水中检测到的新型污染物浓度就越高。例如，长江三角洲和珠江三角洲作为中国经济发展水平较高的地区，水资源丰富且河网密集，这些区域拥有众多大型工业企业、石化厂和制造业集群，涵盖电子、化工、纺织、机械等多个领域，生产大量化工产品、石油产品和电力，已有监测结果显示这些地区的地下水中新型污染物浓度普遍较高[17]。

3.2. 地下水中典型新型污染物的分布规律

地下水中新型污染物种类繁多，其分布和浓度在不同地区存在显著差异，主要原因是各地排放源的多样性和复杂性。具体而言，工业排放、农业活动、生活污水等不同类型的污染源在不同区域具有不同的排放特征，导致新型污染物的地域性变化较大[21]。此外，检测技术的局限性、监测网络的覆盖范围以及研究资源的分配不均等因素也在一定程度上影响了地下水中新型污染物的全面识别和评估。现有研究表明，以POPs、EDCs和PPCPs为代表的三大类新型污染物的检出率和浓度普遍较高。基于此，本文以POPs、EDCs和PPCPs为代表，概述新型污染物在我国地下水中的分布规律，旨在为地下水资源的保护与管理提供科学依据和策略。

1) 持久性有机污染物(POPs)

POPs报道最多的地区为发达的东南部工业区和农业区，以及对污染相对脆弱的西南喀斯特地区[17]。黄冠星等人[18]对珠江三角洲10个地区的地下水进行样品采集及分析，发现广泛分布多种有机氯农药，但浓度较低，如六氯苯、六六六、滴滴涕、七氯环氧化物、艾试剂和狄试剂。孔祥胜等人[19]采取野外水文地质调查与钻探工程手段，采集降雨前、后地下水等沉积物样品测试后发现南宁的近海地下水中存在氟蒽、芘和环己烷，它们源自工业和家庭燃煤、历史污染土壤和含水层径流。俞光明等人[20]在杭州典型城市功能区的地下水中发现了多种有机氯农药，如1,1-双(4-氯苯基)2,2,2-三氯乙烷、六六六、七氯环氧化物、2,2-双(对氯苯基)-1-氯乙烯和2,2-双(对氯苯基)-1,1-二氯乙烷，并推测垃圾填埋渗滤液和工矿企业的排放是这些污染物的主要来源。此外，有机氯农药和多环芳烃也是济南[16]、重庆[22]、广西[23]、云南[24]、贵州[25]和霍州[26]泉水中最常检测到的POPs。在上述研究中，常见有机氯农药的浓度一般低于300 ng/L [17]。

2) 内分泌干扰物(EDCs)

EDCs的研究主要涉及中国一线城市和人口密集的二线城市[27]，但是一些地域广阔而人口稀少的偏远地区也检测到了一定浓度的EDCs，如内蒙古[28]。研究表明，地下水中最常报道的EDCs是双酚A、多溴联苯醚和邻苯二甲酸酯[17]。除了个别地区(武汉、石家庄和广东省)，地下水中EDCs的检测浓度通常低于500 ng/L [17]。王程等人[29]在武汉市区长江与汉江交界地带等9个区域采集了具有代表性的地下水水样进行分析，发现地下水中邻苯二甲酸酯的主要来自垃圾填埋场渗滤液的渗漏，其检测到的主要EDCs包括：邻苯二甲酸二丁酯，检出率为66.7%，浓度范围在129.4~1023.8 ng/L；邻苯二甲酸酯，检出率为77.8%，浓度范围在39.1~481.0 ng/L；邻苯二甲酸二异丁酯，检出率为22.2%，浓度范围在124.8~237.8 ng/L。李建忠等人[30]对北京潮白河流域地下水污染状况进行了调查，发现EDCs的检出率高达80.4%，其中双酚A在地下水中的检出率最高，平均浓度为4.85 ng/L。此外，Jiang等人[31]对中国六大水系和23处水源地中EDCs的污染状况进行了研究，被检测到的EDCs主要有17-雌二醇、炔雌醇和壬基酚，并指出长江三角洲地区由于经济快速发展和上游城市的污水排放，雌激素污染问题尤为严重。

3) 药物和个人护理产品(PPCPs)

中国地下水中PPCPs的浓度相对较低[32]。然而，基于饮用水安全考虑，土霉素、氧氟沙星、脱水红霉素、磺胺甲恶唑、四环素、金霉素、罗红霉素和水杨酸等污染物仍然以显著可检测的浓度存在于地下水中[33]。广东省地下水中的PPCPs污染状况为：广州(1.9~28.09 ng/L) > 佛山(0.6~23.72 ng/L) > 中山(0~12.71 ng/L) > 清远(0.68~3.13 ng/L) > 东莞(0~2.67 ng/L) [34]。Peng等人[35]在中国南方广州大都市两个市政垃圾填埋场附近的地下水中检测到抗菌、唑类抗真菌等药物，但浓度普遍较低，其还指出地下水中污染物没有明显的季节差异和空间分布规律。北方地区关于地下水中药物化学品残留物的研究相对较少。周爱霞等人[36]在山东省烟台市招远市的地下水中检测到了磺胺类抗生素，其中磺胺甲氧唑的检测率最高，浓度超过40 ng/L。

3.3. 地下水中新型污染物研究的技术瓶颈

由于之前对新型污染物的关注度不够以及技术发展的不足，我国目前在全面了解和掌握新型污染物方面仍面临一定的困难。一方面，迄今为止，我国尚未启动针对新型污染物的全面摸底调查，因此对新型污染物的排放源、排放量以及具体分布规律都缺乏明确的认识，缺乏全面和系统的数据支持。另一方面，我国尚未开发出针对各类新型污染物的专门监测技术。当前广泛使用的环境监测技术主要是针对传统污染物的，无法有效地监测新型污染物的产生和扩散趋势，这在一定程度上制约了对新型污染物及时有效的监管和防控。地下水的化学成分不仅受岩–水相互作用范围和性质的影响，还受到地质构造和气候条件的多样化制约，导致地下水系统展现出高度复杂且难以预测的特性。

我国近年来在新型污染物的制度建设方面已经做了一些工作：1) 制定了一系列法规、计划、标准和政策，规定了运输、使用、生产、进出口销售等方面的风险防范措施；2) 实施危险化学品、新物质和农药登记制度，严格规范有毒化学品进出口的环境管理和控制措施；3) 建立了《斯德哥尔摩公约》国家协调机制和危险化学品管理协调机制。科学研究方面，主要关注新型污染物的健康和生态影响、毒性机制以及相关的检测和去除技术。随着对新型污染物认知的深入，我国已经开始将新型污染物的治理和监管工作提上日程。2021年1月，全国生态环境保护工作会议中指出“着手开展新污染物监测评估与治理”。2022年5月，《国务院办公厅关于印发新污染物治理行动方案的通知》(国办发[2022] 15号)提到要加强新型污染物治理，并且各个部门联合高校组织的论坛都开始对新型污染物进行交流和讨论。2023年3月1日，我国《重点管控新污染物清单(2023年版)》正式施行，全氟辛酸、抗生素、壬基酚等14种新型污染物被列入重点管控范围，被实施限制、禁止、限排等环境风险管控措施。这些工作表明监测和解决新型污染物的问题是当务之急。

新型污染物检测的主要挑战在于，提取和表征环境基质中浓度极低且物理化学等特性有所不同的化合物[37]。这些环境基质通常较为复杂，包含许多可能干扰分析信号的物质[38] [39]。因此，包括纯化和浓缩在内的样品制备是检测过程中至关重要的步骤[40]。表2统计了我国现阶段已有相关国家标准或者行业标准对典型新型污染物所给出的明确检测方法的项目。可以看出，一方面我国目前能够检测的新型污染物项目并不多；另一方面色谱技术，如液相色谱和气相色谱结合质谱，是新型污染物检测最广泛使用的仪器[29]。相关研究论文检索发现，使用超高效液相色谱结合质谱或高效液相色谱的文献数量比使用气相色谱结合质谱的更多[41]-[43]。这是由于前者可以与大多数新型污染物的极性特性兼容，消除非挥发性和热敏化合物的衍生化步骤，增加可分析化学品的数量，减少总分析时间[44]。此外，现有检测技术和标准大多针对的是食品和化妆品领域，其他方面涉及相对较少[45]-[49]。

Table 2. Detection methods for typical emerging contaminants

表2. 典型新型污染物的检测方法

续表

4. 结论与展望

地下水资源作为国家经济发展的关键支撑，其受污染会对人类健康以及水生动物造成一定影响。近年来，我国对地下水中新型污染物的关注度显著提升，相关研究论文数量亦呈稳步增长态势，尤其是对POPs、EDCs和PPCPs等新型污染物的探索。为了更全面地应对新型污染物带来的挑战，有必要扩大新型污染物的研究范围，具体包括关注前沿领域和关键问题、强化新型污染物筛选与检测技术的基础研究、制定完善科学的环境标准、深入探究毒性机制等。此外，要提高对地下水中新型污染物的监测和监督能力，包括开发可衡量、可追踪、可验证的评估系统，以确保监测数据的准确性和可靠性。最后，需要建立一个预防新型污染物风险的国家协调机制，并将其纳入流域生态环境监督机构和区域检查机构的职能，多个部门之间的合作将有助于应对新型污染物带来的挑战。

基金项目

感谢国家自然科学基金青年项目(51802162)和江苏省自然科学基金青年项目(BK20180955)的支持。

NOTES

^*通讯作者。

参考文献