监测淡水质量的新方法可以识别污染源并预测其影响

剑桥大学和加拿大特伦特大学的科学家表示，现在可以使用全面的新水质分析来确定河流和淡水湖泊中的污染物来源。

汽车轮胎中的微粒、农田中的杀虫剂以及有害藻华产生的毒素只是使用新方法可以检测到的一些有机化学物质，这也表明了这些化学物质可能对特定河流或湖泊产生的影响。

重要的是，该方法还可以指出溶解在水中的特定有机物的来源，因为根据其来源，它具有不同的成分。

它使用一种称为高分辨率质谱法的技术来分析水样：在一小时内即可全面了解存在的所有有机分子。该论文发表在《科学》杂志上。

水质很大程度上取决于水中溶解的有机物的多样性，称为“化学多样性”。科学家们表示，数千种不同的溶解有机化合物可以保持淡水生态系统的健康，或者导致其衰退，具体取决于存在的混合物。

“监测水质的传统方法涉及使用许多设备进行大量不同的测量，这需要花费大量时间。我们的技术是一种非常简单的方法，可以全面了解特定河流或湖泊的情况，”Jérémy说Fonvielle是剑桥大学生物化学系的研究员，也是该论文的合著者。

为了了解这种化学多样性的驱动因素，研究小组回顾了对欧洲和加拿大北部河流和湖泊淡水样本中溶解有机物的研究。

例如，加拿大伊利湖的水分析显示磷污染程度很高。通过观察水样中单个分子的成分，研究人员确定农业活动是这种污染的来源，而不是废水排放。

“以前，我们可以测量河流中有机氮或磷污染的量，但我们无法真正确定污染来自何处。通过我们的新方法，我们可以利用淡水中不同污染源的独特分子指纹来识别污染。”确定它们的来源，”该报告的合著者、特伦特大学环境学院的安德鲁·塔南察普博士说。

传统方法涉及单独测量生态系统健康的许多指标，例如有机营养素或氮等特定污染物的水平。这些可以指示水的状况，但不能指示出现这种状态的原因。

溶解的有机物是地球上最复杂的混合物之一。它由数千个单独的分子组成，每个分子都有自己独特的特性。这种物质影响河流和湖泊的许多过程，包括养分循环、碳储存、光吸收和食物网相互作用，这些共同决定了生态系统的功能。

淡水中溶解有机物的来源包括城市径流、农业径流、气溶胶和野火。

“通过存在的化合物多样性来监测淡水的健康状况是可能的。我们的方法可以而且正在英国各地推广，”塔南察普说。

Fonvielle现在将应用这项技术来分析沼泽农田排水沟的水样，这是剑桥大学景观再生中心旨在了解该农业景观中淡水健康状况的项目的一部分。