绘制欧洲河流中的化学足迹

许多农药、工业化学品和药品及其降解产物在使用后最终流入溪流和河流。因此，UFZ 的一个环境化学家团队仔细研究了 610 种具有已知发生模式或问题影响的化学物质，并分析了它们是否出现在欧洲水道中以及其浓度如何——从易北河、多瑙河和莱茵河等大河到伊比利亚半岛的埃布罗河和塔霍河到德国农业区的较小溪流。在分析了 22 条河流的 445 个样本后，研究人员检测到了 610 种化学物质中的 504 种。他们发现了 229 种农药和杀菌剂、175 种医药化学品以及表面活性剂、塑料和橡胶添加剂、全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 以及腐蚀抑制剂。他们在 40% 的样品中检测到多达 50 种化学物质，在另外 41% 的样品中检测到 51-100 种化学物质。在四个样品中，他们甚至能够检测到 200 多种有机微污染物。他们在多瑙河采集的水样中检测到了最多的物质——241 种化学物质。

在样品中，环境化学家最常发现 N-乙酰基-4-氨基安比林，它是镇痛药安乃近的降解产物。人们对这种物质对淡水生态系统的影响知之甚少。“对于许多这些代谢物，尚不清楚它们对环境的危害有多大。我们仍然缺乏必要的知识”，该研究的共同主要作者、UFZ 环境化学家 Saskia Finckh 说道。然而，人们已经研究了水中检测到的其他物质的负面影响。这些物质中最常见的一种是抗惊厥药卡马西平，它在水体中不易生物降解。它还会损害无脊椎动物的繁殖能力并延迟鱼类的发育。因此，卡马西平已列入联邦环境局 (UBA) 的观察名单，并且是拟添加到欧盟水框架指令中的其他 23 种拟议优先物质之一。样品中也经常检测到的一些其他物质的影响也是已知的。例如，UFZ研究人员经常发现杀虫剂二嗪农和氟虫腈，这两种物质对水生无脊椎动物极其有害。总体而言，在水域中检测到的 70 多种化学物质超出了无脊椎动物的慢性风险阈值。这意味着长期或反复接触可能导致发育障碍等。

许多单独的有机微污染物本身就是水体的一个问题。然而，还有一个问题需要担心。“排放到水体中的化学物质种类繁多是一个大问题。我们对这些物质相互混合时的相加效应仍然知之甚少”，UFZ 环境化学家兼共同主要作者 Eric Carmona 博士解释道。为了能够评估这些混合效应对水道中生物的影响，研究人员应用了化学足迹的概念，该概念量化了化学混合物影响水质的潜力，特别是水生生物的生存机会例如鱼类、甲壳类动物和藻类都存在于特定地点。化学足迹是通过将某个地点的化学物质浓度与预期效果联系起来来计算的。然后对检测到的化学物质的值进行求和。对于每一类生物体，都有一个科学极限值。超过这个值可能会导致脆弱物种从生态系统中消失。74% 的测试样品超出了科学极限值。对于甲壳类动物来说，风险尤其高;在15%的调查地点，情况甚至很严重，这意味着动物在这些地点生存的机会很小。

UFZ 研究人员得出的结论是，尽管采取了许多改进措施，欧洲水域中的化学物质仍然过多。在许多地点，都超出了限值。“我们的数据还表明，造成这一问题的不仅仅是单个物质，而是大量物质”，芬克说。因此，为了实施欧盟水框架指令，有必要在化学水监测中纳入更多的化学品，因为这些化学品尚未在环境背景下进行评估。还需要更多的测量数据。卡莫纳说：“通常完全不清楚化学物质对水中生物体的影响以及浓度是多少”。在这些情况下，使用了基于模型的值;然而，这些导致比测量的效应值更大的不确定性。“最重要的是，我们在评估化学品时应该更多地关注它们的混合物”芬克说。