中國網/中國發展門戶網訊 新污染物對環境造成的潛在不利影響引起了廣泛關注。2001年，美國國家環境保護局（USEPA）首次提出新污染物（emerging contaminants, ECs）的概念。自2020年以來，我國提出“重視新污染物治理”，并全面部署了新污染物治理工作。2022年5月，國務院辦公廳發布了《新污染物治理行動方案》（以下簡稱《行動方案》）的通知，明確了新污染物的定義，即那些發現或關注時間較晚、具有環境健康風險但尚未受到現有法律制度約束的污染物。值得一提的是，我國在《行動方案》的英文版中提出“new pollutants”這一名稱，既響應并具體化了國際上使用“emerging contaminants”作為新污染物的概念，又體現了我國在全球新污染物防控治理方面的主動擔當，提出了具有中國特色的新污染物治理思路與方案。在過去10多年，我國關于新污染物的科學研究雖然取得了階段性進步，包括建立了新污染物分析方法體系，評估了中國典型區域新污染物污染狀況、污染特征及環境風險，建立了新污染物控制技術體系，然而在新污染物防控方面我國仍面臨巨大挑戰。
目前，備受關注的新污染物分為持久性有機污染物（POPs）、內分泌干擾素（EDCs）、抗生素（ABX）和微塑料（MPs）共4類，防控新污染物的控制技術可分為常規處理和新型處理。由于常規處理技術對新污染物的處理效率較低，新型處理技術近年來得到了廣泛應用，包括非破壞性技術、破壞性技術和物理（相變轉化）技術。其中，非破壞性技術包括吸附和膜過濾技術，破壞性技術分為化學控制和生物控制。
2022年12月，生態環境部聯同工業和信息化部、農業農村部、商務部、海關總署、國家市場監督管理總局等部門共同印發了《重點管控新污染物清單（2023年版）》（以下簡稱《清單》）。根據《行動方案》和《清單》要求，全國各省、自治區、直轄市紛紛制定了本地區的污染物管控工作方案，并全面實施。截至2023年，我國已經成功淘汰了短鏈氯化石蠟、十溴二苯醚、得克隆等8種新污染物，取得了新污染物防控的重要進展。值得注意的是，在20世紀70年代新污染物尚未被明確界定時，西方發達國家就已經開始了新污染物的監測和防控工作，其發展歷程、工作經驗、政策法規對我國當前面臨的新污染物治理問題具有借鑒意義。
本文旨在闡述環境中新污染物的傳播途徑和防控治理技術，系統比較不同控制技術的適用范圍和技術特點，同時分析歐美等發達國家的管理政策與治理經驗，結合我國目前的新污染物防控方案，提出加強我國新污染物的環境控制技術與管理政策研究的建議，以期為我國新污染物治理實踐提供參考和借鑒。
新污染物的環境傳播途徑與公共衛生挑戰
新污染物正逐漸成為環境保護領域的焦點問題。新污染物來源多樣，包括工業排放、農業活動、家庭日常用品、醫療廢棄物和化妝品等，其化學性質復雜、難以降解，具有持久性和生物累積性，能在環境中長期存在并通過空氣、水體和土壤傳播。新污染物不僅對生態系統構成嚴重威脅，還對人類健康帶來潛在風險。因此，全面了解新污染物的來源、傳播和影響，對于制定科學有效的治理策略、保護生態環境和公眾健康至關重要。
新污染物的環境傳播途徑
生態系統中存在的潛在新污染物源，如異生物質，可能介導新污染物的產生和富集。正在使用的大量新污染物類化學物質會通過生產、使用、運輸、老化、處理處置等過程釋放到環境中，也會通過垃圾填九宮格埋場和農業徑流等途徑排放到環境中，導致水體、土壤和大氣的污染（圖1）。新污染物可以通過食物鏈積累，影響生物多樣性。例如，微塑料被水生生物攝入后，可能導致毒性反應，影響其生長和繁殖。新污染物對土壤和水體中的微生物群落產生顯著影響。例如，抗生素的泛濫可能導致抗性基因的產生和傳播，改變微生物群落結構，進而影響生態系統功能。 新污染物可干擾內分泌系統，影響生物生殖。內分泌干擾素能夠影響高等生物的生殖系統，導致生殖異常和種群數量下降。
新污染物可在多種環境介質中傳播。在水環境中，新污染物遷移轉化受溶解性、吸附作用和生物降解影響，溶解性好的新污染物易擴散，吸附在懸浮顆粒物上的新污染物則很有可能通過沉降作用進入沉積物，且已知的污水處理技術均無法有效去除這些潛在的新污染物源。在土壤中，新污染物的遷移轉化主要受土壤類型、有機質含量和微生物活性等因素影響，有機質含量高的土壤吸附能力強。 在大氣中，存留在大氣中的新污染物能夠通過揮發和光化學反應進行遷移轉化，生成更具毒性和持久性的二次污染物。
新污染物的公共衛生挑戰
有毒廢物的傾倒、不可生物降解材料的使用、有害溫室氣體的排放、廢交流水污泥的處置不當，以及其他危險化學品的廢棄等都給環境帶來了嚴重的威脅。隨著分析檢測技術的不斷進步，不同環境介質（包括地表水、沉積物、大氣及土壤）中的新污染物也逐漸被檢測出來（表1）。這些污染物具有生物毒性、環境持久性和生物累積性等特征，即使在環境中的濃度非常低，也可能對生態系統和人體健康造成長期危害（圖2）。
新污染物控制技術的發展
新污染物因其復雜性和持久性逐漸成為環境保護的新挑戰，發展新污染物控制技術迫在眉睫。通過不斷革新和研發，以下4類技術應運而生，旨在提高治理新污染物的效率和效果。
新污染物控制技術的分類
目前，研究主要關注新污染物的過程控制技術，通過利用各種處理技術來去除污染，包括常規處理技術和新型處理技術。由于新污染物通常具有低濃度、復雜的分子結構和難以生物降解等特點，所以利用常規處理技術去除新污染物的方法限制較多。為彌補當前常規處理技術中存在的明顯不足，越來越多的新型處理技術正在被研發和使用（圖3），主要分為4類。 化學技術。主要涉及高級氧化工藝處理技術（AOPs），包括光催化氧化法、芬頓氧化法、聲化學氧化法和電催化氧化法等，其原理是利用物理或化學途徑產生自由基，通過其氧化能力分解液體介質中的新污染物，應用于多種不同類型的新污染物去除，適用范圍廣。物理技術。依賴新污染物相轉移開發的物理技術主要有吸附和過濾技術。新污染物通過相轉移從液相中轉移到固相中，其相轉移的吸附原理包括孔隙間填充擴散、靜電相互作用、疏水相互作用、離子交換作用力、氫鍵和共軛雙鍵等。此外，由于部分新污染物的極性和高水溶性降低了絮凝和沉淀等物理過程的去除效果，生物炭和活性炭的吸附已成為新污染物去除技術研發的工作重點。絮凝法、納米材料法、超臨界流體萃取法和電滲析法等物理技術方法的綜合運用能夠進一步提高新污染物的去除效率。膜技術。膜技術主要包括吸附法、微濾法、超濾法、納濾法和膜生物反應器法。膜材料根據孔徑大小可分為微濾膜（MFM）、超濾膜（UFM）、納濾膜（NFM）和反滲透膜（ROM）。其中，反滲透膜隨著孔徑減小，去除效率更高，然而傳統市售膜對處理大量的水中新污染物仍存在截留率不足和效率低等缺陷，如納濾膜NF200對雙酚A的截留率小于50%。基于此，研究特定化學性質和化學結構的定制新型膜已成為設計用于新污染物分離的重要課題，例如表面改性、形態控制和納米結構構建。生物技術。原理是利用生物代謝手段，增強新污染物被轉化和被降解的能力，具備應用于處理持久性有機污染物的發展潛力，如微生物降解法、植物修復法、生物轉化法和生物強化法。
新污染物控制技術的可行性
對新污染物控制技術的可行性分析涉及4個方面，主要包括技術的成熟度、經濟效益、環境影響及政策法規支持。技術的成熟度。針對新污染物的控制技術正處于快速發展階段。例如，光催化氧化法、芬頓氧化法、臭氧化法等技術已被證明在處理某些新污染物方面具有潛力。光催化氧化法，利用光能激發催化劑產生自由基，具有高效、無選擇性、可重復使用等優點，但受限于光源和催化劑成本；芬頓氧化法，通過鐵離子和過氧化氫反應生成羥基自由基，反應條件溫和，操作簡單，但會產生鐵泥等二次污染；臭氧氧化法，利用臭氧的強氧化性分解污染物，適用于多種水質條件，盡管此類技術去除能力強，但臭氧易分解，能耗高、成本高，且仍存在二次污染的風險。技術的經濟效益。新污染物控制技術的經濟可行性是決定其廣泛應用的重要因素。例如，Zhou等開發了一種新型的脈沖電氧化技術，能高效地處理抗生素環丙沙星，解決了傳統電化學氧化方法處理新污染物過程中低效率和高能耗的問題。技術的環境影響。新污染物控制技術的實施應當盡量減少對環境的負面影響，能夠重復利用，避免產生二次污染。例如，越來越多的低成本吸附劑能有效去除水中的新污染物，故替代了一些昂貴的吸附劑。技術的選擇和優化也需要考慮其在自然界中各個生命周期內的環境足跡。例如，An等評估了我國太湖流域西北部的新污染物情況，發現其中多種有藥物活性的化合物主要來自污水處理廠，故提出新污染物具有高生態風險，應當優先控制。 技術的政策法規支持。政府制定相應政策和法規對于新污染物控制技術的推廣至關重要。
新污染物管理政策的研究與發展
隨著科技進步和工業化進程的不斷加快，環境污染問題日益復雜，傳統的污染治理措施已無法應對新污染物的挑戰。這些新污染物不僅對生態系統造成破壞，也對人類健康構成潛在威脅。現有的技術手段和治理政策在面對這些新污染物時效果有限，亟待通過科學研究和政策創新尋找新的解決途徑，通過全面的政策研究和實踐，有效應對新污染物帶來的環境挑戰，推動社會的綠色發展和生態文明建設。
發達國家對新污染物的管理政策
歐洲的管理政策
2000年，歐盟理事會通過了《水框架指令》（WFD），旨在保護歐洲飲用水安全和水生態平衡；WFD遵循時租場地歐盟優先限定監管的新污染物標準，要求各成員國以自然地理水流域為單位制定不同的流域方案，并在2027年實現水域良好生態狀況的總體目標，引入了水管理方面的治理創新，賦予各成員國更多的政策靈活性，允許各成員國自主選擇實施方案、確定治理目標來制定具體方案。2001年，歐盟提出了《化學品注冊、評估、授權和限制》（REACH）白皮書，旨在監控和限制化學品的使用。截至2024年11月，歐洲化學品管理局（ECHA）也在REACH中引入了內分泌干擾素的評價指標，為了更大限度地減少環境暴露風險，已有242種化學品被高度關注并登記，其中包括17種被列為環境內分泌干擾素和12種影響人體健康的內分泌干擾素。此外，歐盟規定了化妝品與飲用水中的新污染物濃度限值，丹麥、瑞典、奧地利和德國等成員國也對未在歐盟法案中提及的新污染物設定了最嚴格的閾值。
美國的管理政策
鑒于新污染物帶來的多種風險，美國已實施多項政策法規，授權USEPA以及各州政府開展新污染物的處置工作。截至2023年7月18日，美國參議院再次提出《無塑料顆粒水法案》，授權USEPA執行關于微塑料治理的法令，包括禁止在美國水域排放塑料顆粒和預生產中使用的塑料顆粒。目前，USEPA已將農藥敵草隆、類固醇17β-雌二醇等多種污染物列為飲用水中優先監測的有害物質。2015年，USEPA發布報告，明確了需要重點研究有機磷阻燃劑的毒理學效應。此外，基于美國《安全飲用水法》修正草案，USEPA發布了未受管控污染物監測項目（UCMR），引導供水商監測飲用水中的新污染物。USEPA每5年就要更新飲用水污染物候選清單（CCL），CCL的確立具有嚴格的篩選流程和標準，以人類健康效應和水環境中新污染物的存在情況為指標。2021年，USEPA將特氟隆中的全氟烷基和多氟烷基物質（PFAS）納入了第5批UCMR，并于2022年發布了第5批CCL，同時開展全國范圍的飲用水監測。2023年，USEPA限制規定了全氟辛基磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）的環境濃度不得超過4 ng/L。USEPA還對管控清單的化合物進行內分泌活性的評價，為保障食品健康與防控飲用水源污染風險提供基礎，并優化了一些具有明確污染后果的新污染物篩選標準。
加拿大的管理政策
1999年，加拿大頒布了《環境保護法》，旨在預防和控制污染、促進可持續發展，為環境保護和公共健康提供了法律基礎；該法案涵蓋管理危險廢物、防治空氣污染、限制溫室氣體排放、管理海洋處置和處理環境緊急情況等內容；還包括評估化合物的安全風險。例如，鑒于新污染物多溴二苯醚的環境毒性，加拿大各地已明令禁止其生產和進口。2008年，加拿大實施了關于管控PFOS及其衍生物的法律，嚴格禁止PFOS及其衍生物的制造、應用、分發、販賣或者將含PFOS九宮格及其衍生物的產品進口。2011年，《加拿大航運法》明確禁止個人和船只向海洋排放廢棄塑料。2017年，加拿大頒布了禁止在洗護用品中添加塑料微珠的相關法律條款。2023年，加拿大政府借鑒了REACH對四溴雙酚A的管控，以減少該化合物在工業中的排放；加拿大政府為應對抗生素造成的生態環境污染和毒理效應，對獸用抗生素實施限制要求，規定在獸藥登記注冊時，必須提交抗生素環境風險評估報告，并由環境專家進行審查。
其他發達國家的管理政策
1973年，日本頒布實施了《化學物質審查及制造管理法》（CSCL），目前已修訂至2017年第53號法案。2015年，韓國頒布了《韓國化學品注冊與評估法案》（K-REACH），建立并完善了本國的化學品監管框架。2020年，澳大利亞發布了《PFAS國家環境管理計劃第二版》（PFAS NEMP 2.0）。2022年，新西蘭發布的飲用水標準中限定了全氟己烷磺酸鹽（PFHxS）和PFOS的含量不得超過70 ng/L，PFOA的含量不得超過560 ng/L。
我國新污染物治理政策的制定與發展
我國是世界第二大經濟體，近1/3的全球經濟增長源自中國，中國市場在全球化學品市場價值約占45%，預計每年可達4萬億美元。2020年，我國化學品消耗量達1.77萬億美元，主要用于化妝品、殺蟲劑、化肥、塑料、紡織品、建筑材料、藥品等產品的生產。目前，我國已制定《化學物質環境風險評估與管控技術標準體系框架時租（2024年版）》，以確保化學物質的環境風險得到有效控制。為解決化學品帶來的長期不利影響，我國第一部《危險化學品安全法》正按照立法程序進入審查階段，為未來新污染物的防控提供了法律支持。2001年，我國同意簽署《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，表明了我國對新污染物治理的立場和決心；同年，我國啟動的國家高技術研究發展計劃（“863”計劃）中“環境內分泌干擾物的篩選與控制技術研究”立項，標志著我國在新污染物風險防范方面的相關工作正式啟動。2015年，國務院發布了《水污染防治行動計劃》，首條內容就強調了“全面控制污染物排放”，提出加大對水資源污染的防范治理，切實保障了國家水安全，為我國水環境中新污染物的防治工作提供了重要依據。2016年，生態環境部著手對潛在地下瑜伽場地水污染場地進行研究，主要包括風險評估、風險管理和污染場地修復。2017年，生態環境部對22種具有潛在污染風險的化學品進行了分類。根據國務院于2022年5月公布的《行動方案》，近期提出重點控制的新污染物清單草案強調了對重點防控的新污染物實施禁止或小班教學限制生產、加工、使用、進出口和排放，以減少新污染物對環境的影響。生態環境部在《行動方案》中提出了工作目標：“到2025年，完成高關注、高產（用）量的化學物質環境風險篩查，完成一批化學物質環境風險評估；動態發布重點管控新污染物清單；對重點管控新污染物實施禁止、限制、限排等環境風險管控措施。有毒有害化學物質環境風險管理法規制度體系和管理機制逐步建立健全，新污染物治理能力明顯增強。”
新污染物治理是一個全面的系統項目，跨部門的合作與協調至關重要。新污染物治理包括對有害化學物質的危害性測試、環境風險評價、綠色可替代產品的開發與推廣、產業政策的調整、淘汰過時的產品和生產線、污染物排放的控制等。我國可通過借鑒發達國家和國際組織對新污染物的治理經驗，制定和完善新污染物的標準和法規，引進先進的監測技術，建立全國性的監測網絡，動態評估新污染物的風險，提高公眾對新污染物的認識，鼓勵公眾參與治理工作（圖4）。
對新污染物控制技術與治理政策的展望
盡管新污染物在環境中的檢測濃度低，但它們在環境中持久存在會產生很大的副作用，令人擔憂。我國新污染物的控制技術研究和環境管理方面起步較晚，存在源頭監測與評估環節薄弱、法規體系不完善和技術創新不足等問題。因此，未來需要加強以下4個方面的研究。
推動綠色化學的研發和應用，從源頭減少新污染物的產生。開發高效率、低成本的污染物監測技術，加強生產過程中的實時監控和管理；投資生物修復和先進氧化等新型凈化和修復技術，提高末端治理效率；增加專項資金，加大對替代材料和工藝的投入，強化創新研究和產學研合作平臺建設，促進技術轉化與推廣應用。
完善新污染物相關法律法規，制定統一的識別和分類標準，明確監管范圍。建立動態更新的污染物清單，加強對新污染物的風險評估和信息公開；對于使用綠色環保技術的企業提供稅收優惠和資金支持，鼓勵企業自愿減排。
利用多媒體平臺開展新污染物知識普及活動，提高公眾的環保意識和參與度。在青少年課程教育中增加關于新污染物與環境保護、國民健康等內容，增強下一代對新污染物防治的意識；推動公眾參與環境問題決策，建立反饋機制，鼓勵社區和個人在日常生活中減少新污染物排放。
加強與發達國家科研機構和國際組織合作與交流，分享新污染物治理研發的新成果和新經驗。加強全球先進技術和管理經驗分享和創新，共同應對新污染物的挑戰；積極參與國際環保項目，共同研發治理新技術和新方案，提高在全球治理中的話語權。
（作者：馬瑩、李想，西南大學資源環境學院界面過程與土壤健康重慶市重點實驗室；駱永明，中國科學院南京土壤研究所土壤與農業可持續發展國家重點實驗室。《中國科學院院刊》供稿）