在現(xiàn)代工業(yè)化的推動下，環(huán)境污染問題已經(jīng)從傳統(tǒng)的污染物擴展到了新污染物（Emerging Contaminants）。這些新污染物不僅包括新型的化學(xué)品，還涵蓋了生物制劑污染、納米材料等。這些物質(zhì)在環(huán)境中表現(xiàn)出新的行為特性和潛在風(fēng)險，對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成了新的威脅。
一、新污染物的定義
新污染物（ECs），廣義上指的是那些在環(huán)境監(jiān)測和法規(guī)制定過程中尚未得到充分認(rèn)識或未被考慮的污染物。在環(huán)境和自然生態(tài)系統(tǒng)中可檢測出來的，即低劑量也能夠給人體健康和環(huán)境安全帶來較大風(fēng)險和隱患。這些污染物往往具有生物毒性、環(huán)境持久性和生物累積性等特征，對生態(tài)環(huán)境或人體健康存在較大風(fēng)險，但尚未納入管理或現(xiàn)有管理措施不足以有效防控其風(fēng)險。
新污染物通常是由于新興技術(shù)、工業(yè)活動或生活方式的變化而產(chǎn)生的物質(zhì)。這些物質(zhì)可能是新型化學(xué)品、藥物成分、納米材料等，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和環(huán)境行為尚未完全了解。
相較于傳統(tǒng)污染物，新污染物在環(huán)境中存在的時間較短，因此現(xiàn)有的監(jiān)測體系可能尚未能夠有效識別和評估這些物質(zhì)的環(huán)境行為。例如，新型化學(xué)品在使用后進(jìn)入環(huán)境，其降解特性和積累效應(yīng)尚未被詳細(xì)研究。
新污染物往往具有復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)或存在于極低的濃度下，這使得傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測方法無法有效識別或定量這些物質(zhì)。例如，納米材料的微小尺寸和特殊性質(zhì)可能超出傳統(tǒng)檢測方法的能力范圍。
二、新污染物的特性
新污染物的特性往往具有復(fù)雜性和多樣性，這些特性對其在環(huán)境中的行為、毒性和處理方法有重要影響：
1. 化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜
新污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)常常比傳統(tǒng)污染物更加復(fù)雜。例如，某些新型合成材料和藥物具有多環(huán)結(jié)構(gòu)或高度的親脂性，使其在環(huán)境中表現(xiàn)出不同的行為。這些復(fù)雜的化學(xué)性質(zhì)使得新污染物的降解和去除更加困難。
2. 生物降解性差
許多新污染物難以被自然界的微生物降解，在環(huán)境中持久存在。例如，某些新型塑料和納米材料在自然環(huán)境中幾乎不降解，從而導(dǎo)致長時間的環(huán)境污染。
3. 毒性多樣性
新污染物的毒性比傳統(tǒng)污染物更加復(fù)雜多樣。一些新污染物對不同生物體表現(xiàn)出不同的毒性效應(yīng)。例如，新型藥物對水生生物和土壤微生物產(chǎn)生毒性，而某些新型化學(xué)品會對內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。
4. 環(huán)境行為復(fù)雜
新污染物的環(huán)境行為往往具有較大的不確定性。例如，某些新型化學(xué)品在土壤和水體中表現(xiàn)出復(fù)雜的遷移和轉(zhuǎn)化行為，在環(huán)境中長期存在并產(chǎn)生潛在風(fēng)險。
三、主要類別
1. 持久性有機污染物（POPs）
持久性有機污染物（POPs）具有極高的毒性，能夠引發(fā)多種健康問題，包括癌癥、免疫系統(tǒng)抑制和神經(jīng)系統(tǒng)損害。這些化合物在環(huán)境中可以存在數(shù)十年甚至更長時間，不易降解，導(dǎo)致長期的環(huán)境污染。同時，POPs能夠在生物體內(nèi)積累，并通過食物鏈逐級放大，最終在頂級掠食者體內(nèi)達(dá)到高濃度。由于其低揮發(fā)性和持久性，POPs能夠通過大氣和水體遠(yuǎn)距離遷移，影響遙遠(yuǎn)地區(qū)的環(huán)境。
主要類型包括：
有機氯殺蟲劑：如滴滴涕（DDT）、六氯苯（HCB）。這些化合物曾廣泛用于農(nóng)業(yè)害蟲控制，但由于其環(huán)境和健康風(fēng)險逐漸被禁用。
工業(yè)化學(xué)品：如多氯聯(lián)苯（PCBs）、多氯二苯并對二噁英（PCDDs）和多氯二苯并呋喃（PCDFs）。這些化合物在工業(yè)過程中產(chǎn)生，用于電氣設(shè)備、涂料和塑料中。
工業(yè)過程副產(chǎn)品：如全氟化合物（PFAS），用于制冷劑和防水劑中，具有很強的環(huán)境持久性和生物蓄積性。
2. 內(nèi)分泌干擾物（EDCs）
內(nèi)分泌干擾物（EDCs）是一類能夠干擾生物體內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)。它們通過與體內(nèi)的內(nèi)分泌受體結(jié)合，影響代謝、發(fā)育、繁殖和行為等關(guān)鍵生物功能。
主要來源包括：
塑料工業(yè)副產(chǎn)物：如鄰苯二甲酸酯（Phthalates）和多氯聯(lián)苯（PCBs）。這些化合物常用于塑料制造中。
雌激素類藥品：如避孕藥和雌激素替代療法藥物，這些藥物通過尿液排放到環(huán)境中，影響水體中的生物。
催熟劑：如乙烯（Ethylene），用于促進(jìn)水果和蔬菜的成熟。
3. 抗生素
抗生素是指用于治療和預(yù)防細(xì)菌感染的藥物，廣泛應(yīng)用于醫(yī)用藥物、農(nóng)用獸藥和水產(chǎn)養(yǎng)殖中?？股赝ㄟ^不同途徑進(jìn)入環(huán)境，如廢水、農(nóng)業(yè)徑流等。過量使用導(dǎo)致抗性基因的傳播，使得細(xì)菌對常見抗生素產(chǎn)生耐藥性，從而威脅公共健康。
4. 微塑料
微塑料是指直徑在1微米至5毫米之間的塑料碎片。
分類：
初生微塑料：在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的原料顆粒，如塑料顆粒和珠子，用于制造產(chǎn)品。
次生微塑料：由較大塑料物品降解產(chǎn)生的顆粒，如塑料瓶、袋子和紡織品的磨損顆粒。
四、新污染物的危害
1. 對生態(tài)系統(tǒng)的影響
生物毒性：新污染物可能對生態(tài)系統(tǒng)中的生物產(chǎn)生毒性影響。一些新型藥物和化學(xué)品對水生生物如魚類、藻類和微生物產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，某些藥物殘留導(dǎo)致水體中耐藥菌的出現(xiàn)，進(jìn)而影響水體的生態(tài)平衡。
生態(tài)功能破壞：新污染物可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的功能。某些新型合成材料可能對土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)而影響土壤的營養(yǎng)循環(huán)和植物生長。
2. 對人類健康的危害
健康風(fēng)險：新污染物對人類健康構(gòu)成各種風(fēng)險。新型藥物和化學(xué)品可能通過水源、空氣和食物鏈進(jìn)入人體，導(dǎo)致健康問題。一些新污染物可能具有致癌性、致突變性或?qū)?nèi)分泌系統(tǒng)的干擾作用。
長期健康影響：由于新污染物的持久性，在人體內(nèi)積累，導(dǎo)致長期的健康影響。例如，某些納米材料對人體組織產(chǎn)生慢性毒性影響，進(jìn)而影響到健康。
3. 環(huán)境持久性
污染積累：新污染物的持久性導(dǎo)致其在環(huán)境中長期存在，導(dǎo)致土壤和水體的嚴(yán)重污染。例如，某些新型塑料和納米材料在環(huán)境中幾乎不降解，可能導(dǎo)致長時間的環(huán)境污染。
4. 經(jīng)濟損失
農(nóng)業(yè)和漁業(yè)損害：新污染物可能對農(nóng)業(yè)和漁業(yè)等經(jīng)濟活動造成損害，影響農(nóng)作物的生長和水產(chǎn)品的質(zhì)量。例如，藥物殘留可能影響魚類的健康，從而影響漁業(yè)的經(jīng)濟效益。
五、水體新污染物的監(jiān)測方法
1. 取樣與分析方法
（1）水樣取樣
點采樣：用于在特定地點檢測水體的污染情況，如排污口或水體的特定區(qū)域。這種方法可以提供高分辨率的污染數(shù)據(jù)，但未能全面反映整個水體的污染狀況。
流動采樣：適用于動態(tài)水體，如河流或溪流，可以獲取連續(xù)的污染數(shù)據(jù)，幫助了解污染物的運輸和擴散情況。
復(fù)合采樣：通過在不同時間和地點取樣并混合，提供水體污染的代表性數(shù)據(jù)。這種方法能夠平均化污染物的濃度變化，提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
（2）分析方法
氣相色譜（GC）：用于分析揮發(fā)性有機化合物（VOCs），如溶劑、農(nóng)藥殘留等。GC結(jié)合質(zhì)譜（MS）可以提高分析的靈敏度和選擇性。
液相色譜（LC）：常用于分離和分析水中非揮發(fā)性有機化合物，如藥物、個人護(hù)理品成分。LC可以與紫外（UV）檢測器、熒光檢測器（FLD）或質(zhì)譜（MS）聯(lián)用，提高檢測靈敏度。
質(zhì)譜（MS）：提供高精度的分子量和結(jié)構(gòu)信息，廣泛用于復(fù)雜混合物的定性和定量分析。例如，LC-MS技術(shù)可用于檢測和定量水中的藥物和內(nèi)分泌干擾物。
2. 高靈敏度和選擇性檢測技術(shù)
（1）質(zhì)譜技術(shù)（MS）
液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）：結(jié)合液相色譜的分離能力和質(zhì)譜的定量能力，能夠檢測水中微量的新污染物，如藥物殘留、內(nèi)分泌干擾物等。LC-MS技術(shù)的高靈敏度和高分辨率使其成為現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測的重要工具。
氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）：用于檢測揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機污染物。GC-MS可以分析水體中低濃度的有機物，如溶劑和某些藥物殘留。
（2）高效液相色譜（HPLC）
HPLC-UV：適用于檢測具有紫外吸收的有機污染物，如某些藥物和合成化學(xué)品。HPLC-UV的分離能力和檢測精度使其成為常用的分析方法。
HPLC-FLD：用于分析具有熒光性質(zhì)的污染物，具有較高的靈敏度和選擇性。適用于檢測某些藥物和代謝產(chǎn)物。
（3）傳感器技術(shù)
光譜傳感器：利用光譜分析原理，實時監(jiān)測水體中的污染物。例如，近紅外光譜（NIR）傳感器可以檢測水中的有機物和顆粒物。
熒光傳感器：通過監(jiān)測熒光信號，檢測水中的特定污染物，如有機染料和內(nèi)分泌干擾物。熒光傳感器具有高靈敏度和快速響應(yīng)的特點。
3. 生物監(jiān)測
（1）生物指示物種
魚類：通過觀察魚類的健康狀況、生長率和生殖能力來評估水體污染。如某些魚類對藥物和重金屬污染特別敏感。
藻類：藻類作為水體中主要的初級生產(chǎn)者，其生長和繁殖情況可以反映水體中的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物水平。
昆蟲：水生昆蟲對水質(zhì)變化的反應(yīng)可以作為評估水體健康的指標(biāo)。如某些昆蟲對重金屬和有機污染物的敏感性使其成為有效的生物監(jiān)測工具。
（2）生物傳感器
生物芯片：利用生物分子或細(xì)胞的特性設(shè)計的傳感器，可以檢測水中微量的新污染物。如基于抗體或DNA的生物芯片能夠檢測特定的污染物。
生物發(fā)光傳感器：利用生物發(fā)光反應(yīng)監(jiān)測水體中的污染物。生物發(fā)光傳感器具有高靈敏度和實時監(jiān)測能力。
4. 新興技術(shù)
（1）納米技術(shù)
納米傳感器：采用納米材料制成的傳感器具有高靈敏度和選擇性，能夠檢測水中微量的新污染物。如金納米粒子基傳感器可以用于檢測水中的藥物殘留。
（2）分子印跡技術(shù)
分子印跡聚合物（MIPs）：用于合成對特定新污染物具有選擇性識別能力的材料。MIPs可以應(yīng)用于水體中目標(biāo)污染物的捕獲和檢測，如藥物和內(nèi)分泌干擾物。
六、水體新污染物的處理方法
1. 物理處理方法
（1）吸附
活性炭吸附：活性炭具有高比表面積和良好的吸附性能，廣泛用于去除水中的有機污染物。活性炭可以處理藥物殘留、個人護(hù)理品成分等新污染物。
改性吸附材料：如改性活性炭、納米材料等，可以增強對特定新污染物的去除效果。功能化的活性炭等微納米多孔材料可以增強對藥物和有機污染物的選擇性吸附。
（2）膜分離技術(shù)
微濾和超濾：用于去除水中的顆粒物和大分子有機物。微濾和超濾膜可以去除懸浮物、細(xì)菌和一些有機污染物。
納濾和反滲透：具有較高的去除能力，可以去除水中的小分子污染物和離子。
2. 化學(xué)處理方法
（1）氧化還原反應(yīng)
高級氧化過程（AOPs）：利用氧化劑（如臭氧、氫氧化鐵）和光照，生成強氧化劑（如羥基自由基），降解水中的有機污染物。
氯化和氯化亞鐵：用于處理水中的有機污染物和重金屬。氯化反應(yīng)能夠?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化為可沉淀的物質(zhì)，從而被去除。
（2）光催化
光催化劑：如二氧化鈦（TiO?）在紫外光照射下催化水中污染物的降解。
可見光光催化：對可見光敏感的催化劑，如金屬離子摻雜二氧化鈦（TiO?），使光催化技術(shù)在可見光下也能高效去除有機污染物。
3. 生物處理方法
（1）生物修復(fù)
微生物降解：利用特定微生物的代謝能力降解水中的有機污染物。生物修復(fù)技術(shù)可以處理難降解的新污染物。
植物修復(fù)：通過水生植物的根系和生物降解作用去除水中的污染物。例如，某些植物能夠吸收水中的重金屬和有機污染物。
（2）人工濕地
沉積和過濾：人工濕地通過植物、土壤和微生物的協(xié)同作用去除水中的污染物。濕地植物能夠吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì)和有機物，同時土壤中的微生物能夠降解污染物。
七、結(jié)論
新污染物的出現(xiàn)對環(huán)境保護(hù)和公共健康提出了新的挑戰(zhàn)。通過源頭控制、監(jiān)測評估、處理技術(shù)等綜合措施，高效應(yīng)對新污染物帶來的環(huán)境問題，推動環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。未來，仍需要加強科技創(chuàng)新、綜合監(jiān)管、處置，對水體新污染物進(jìn)行全面管理與控制。實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和人類健康的雙贏目標(biāo)。
