哈工大全媒體（闞思邈 王旭/文 王旭/圖）近日，我校深圳校區(qū)智能學部生態(tài)環(huán)境學院王旭教授團隊在城市水循環(huán)模擬與評估領域取得重要進展，研究成果以《水-環(huán)境-健康關聯(lián)視角下水質凈化解決方案的可持續(xù)性評估》（Leveraging the water-environment-health nexus to characterize sustainable water purification solutions）為題在《自然通訊》（Nature Communications）上發(fā)表。該項研究以新污染物為對象，開創(chuàng)性提出以水-環(huán)境-健康協(xié)同效益（WEALTH）驅動凈水生態(tài)綜合體構建與應用，為全球水安全保障與減污降碳協(xié)同治理提供重要啟示和有益參考。

目前，國內外廣泛關注的新污染物主要包括國際公約管控的持久性有機污染物、內分泌干擾物、抗生素等，隱蔽性高、持久性強、危害性大、不易治理是新污染物的共性特征。既有水處理技術對新污染物的凈化能力普遍有限，且往往伴隨高能耗、高藥耗、高碳排等問題。如何有效阻控新污染物水質風險的同時，減少水處理過程的多介質環(huán)境影響，是當前全球面臨的共性挑戰(zhàn)。

針對上述問題，王旭教授團隊以全球水源常檢出的6大類、93種新污染物為對象，運用多種模型手段將新污染物賦存濃度、遷移方式、毒性效應、暴露途徑及其在不同水處理單元的去除率等多源異構數(shù)據進行融合，發(fā)展了新污染物從“水源頭”到“水龍頭”全過程暴露的人體疾病負擔模擬方法，并運用蒙特卡羅模擬計算了不同凈水方案對人體健康和多介質環(huán)境的影響，分析了安全、綠色、低碳凈水生態(tài)綜合體構建的關鍵影響因素。研究指出，將河岸自然過濾與反滲透技術進行耦合，可以有效阻控新污染物暴露引發(fā)的水質健康風險，處理后飲用水的癌癥和非癌癥疾病負擔均低于世界衛(wèi)生組織（WHO）建議的安全閾值；采用少藥劑、集約化的膜基凈水技術，提高膜組件使用壽命，強化壓力能回收，可以顯著減少水處理全生命周期過程對大氣、水、土壤生態(tài)系統(tǒng)的負效應；在再生能源裝機占比高、清潔能源技術發(fā)達的國家和地區(qū)，有望實現(xiàn)安全、綠色、低碳凈水生態(tài)綜合體的構建與應用。該研究體現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)水質工程的深度交叉融合，為全球新污染物威脅下水安全保障與生態(tài)環(huán)境保護提供了全新的思路和方法。

新污染物暴露的疾病負擔模擬結果對比

不同水質凈化方案的環(huán)境影響分析

 能源系統(tǒng)差異對凈水方案可持續(xù)性的影響

以水-環(huán)境-健康協(xié)同效益驅動凈水生態(tài)綜合體構建的新思路

 哈工大深圳校區(qū)為論文第一完成單位，王旭教授為論文唯一通訊作者，2025級博士研究生羅雨莉為論文第一作者。哈工大深圳校區(qū)、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心、英國?？巳卮髮W、美國密歇根大學、奧地利國際應用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）等單位共同參與研究工作。該研究獲國家自然科學基金項目、深圳市高等院校穩(wěn)定支持計劃（重點項目）、深圳市可持續(xù)發(fā)展科技專項等支持。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56656-6