《Marine Pollution Bulletin》优化熵权模型实现华南滨海及河口抗生素类新污染物演变的准确预测

抗生素类新污染物可以通过多种途径最终排放到海洋环境介质中且不断积累,这将对生态环境结构的稳定性和可持续发展产生不可预知的影响,探究滨海及河口区域水环境安全对促进沿海经济发展和保障居民健康具有重要意义。

研究人员通过系统采集华南东部滨海与河口区域的水体和沉积物(柱状样)样品,利用同位素137Cs和210Pb的年代学技术对沉积物进行定年,综合考虑社会经济因素、人类活动因素,并细化到动物消费因素,优化传统熵权模型(EW-WRSR),精细化主要排放途径的关键参数,识别抗生素类新污染物在区域水体环境中污染来源和热点区域,实现该类污染物在滨海与河口动态变化的准确预测,探讨了人类活动密集的滨海区域抗生素类新污染物的污染特征和时空分布。

结果表明,在邻近水产养殖和人口密集的区域检测到较高浓度的抗生素,这与其近岸人类活动的抗生素使用习惯和排放途径有关;通过对柱状沉积物进行年际效应分析,从1940s至今,抗生素浓度变化情况与我国抗生素使用与管控事件的发生节点高度相关,甚至在1940s以前检测到极低浓度的大环内酯类和四环素类抗生素的存在,表明这些污染物的污染已经持续了几十年,对于重塑这些化合物的污染历史值得进一步研究。

基于优化熵权模型(EW-WRSR),通过分析与潜在污染来源和污染物变化模式的相关因素,评估了抗生素类新污染物在滨海区域水体环境中的空间分布,模型预测的抗生素污染高值区与实际情况相符合(p < 0.001,R2 = 0.94),最终确定将动物消费和人类使用作为两大重要影响因素,抗生素类新污染物在研究区域内主要以污水排放和养殖残留的形式进入到近海生态系统中。

EW-WRSR可用于评估抗生素的主要污染源、抗生素污染的重点关注区域,可为沿海环境中抗生素类新污染物的源汇关系和风险管控提供一种合适的评价方法,也可应用于评估其他持久性有机污染物。

《Marine Pollution Bulletin》优化熵权模型实现华南滨海及河口抗生素类新污染物演变的准确预测
图1 EW-WRSR模型的流程图。

来源:Marine Pollution Bulletin

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