基于溶解性有机物分子指纹特征解析城市河道污染来源与机制

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：朱弈,叶建锋,孙晓楠,胡曙煜,陈勋,唐建飞,陈浩

单位：同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,上海市环境科学研究院, 上海 200233,上海市环境科学研究院, 上海 200233,上海市环境科学研究院, 上海 200233,上海市环境科学研究院, 上海 200233,上海市环境科学研究院, 上海 200233

摘要：溶解性有机物(DOM)是河道污染物的重要组成部分,是构成黑臭的主要原因.在我国城市黑臭水体治理攻坚新形势下,针对广泛存在的复合污染源信息不明确的难题,进一步从分子层面解析河道DOM成分是深入探究河道污染来源、成因和形成机制,从而实现高效治理的关键环节.以某大型城市的中心城区河道作为研究对象,分别选取了受4个分流制和合流制排水系统的放江污水严重影响的共5个河道断面,应用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)分别对各点位旱天和雨天时的表层水和沉积物样品中DOM分子式、元素组成和群组成分进行全谱解析与数据分析.结果表明:①城市河道DOM虽然以CHO和木质素类化合物为主,但人为源有机物(脂肪类和蛋白质类化合物)以及CHOS等杂原子化合物的较高占比揭示了河道受人为污染的现状,同时带来DOC、TN和NH+₄-N的升高; ②C₁₇H₂₈ O₃ S和C₁₈ H₃₀ O₃ S等表面活性剂类化合物普遍存在于所有城市河道中,可以作为生活污水污染的标志物; ③雨天时降雨、地表径流的输入和水力扰动等因素共同导致了河道中CHO和木质素类化合物的占比增加,蛋白质类和脂肪类化合物占比降低,表层水中DOC、TN和NH+₄-N浓度升高,沉积物中指标浓度、蛋白质类和脂肪类化合物占比降低.④合流制排水系统的受纳河道中比分流制排水系统中存在更高丰度的多杂原子化合物和稠环芳烃类化合物,可能受到更多的生活污水与径流污染,尤其是餐厨废水.这项研究为新阶段下明晰关键污染成因提供了新思路,为后续进一步实现水体污染精准防治提供了数据基础.

关键词：溶解性有机物(DOM),傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS),城市河道,元素组成,群组成分,