抗生素是农业流域中备受关注的一类新污染物，可随农业径流、畜禽养殖废水、水产养殖排水等途径迁移至下游水体。水闸等水利工程在保障灌溉、排涝和供水的同时，也改变着新污染物的迁移路径。然而，天然河流与闸控渠道的水动力差异如何影响抗生素的分布、迁移与归趋，悬浮颗粒物在其中发挥怎样的作用，仍缺乏系统认识。当前研究仅依据水相浓度评价污染状况，难以充分反映水利调控下的污染物滞留与释放过程。

    针对这一科学问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所谢晖副研究员联合南京师范大学和北京师范大学，以苏北农业流域内相邻的射阳河和苏北灌溉总渠为研究对象，系统揭示了天然河流与多水闸调控渠道中抗生素的赋存、迁移和相间分配特征，解析了水利调控与颗粒物对抗生素环境归趋的驱动机制。

    研究发现，两类水体的抗生素污染特征存在明显差异。射阳河水相总抗生素平均浓度为74.9 ng/L，显著高于苏北灌溉总渠的39.1 ng/L，约为后者的1.9倍；但两者悬浮颗粒物和沉积物中的总抗生素浓度并无显著差异，平均值分别约为372与373 ng/g、15.3与14.9 ng/g（图1）。与此同时，射阳河固相中的抗生素组成更为多样，而总渠固相则呈现四环素类占优势的组成特征。这表明，水利调控下的污染差异不仅体现在水中浓度，也体现在不同抗生素的组成及其在环境介质间的分配。

图1. 射阳河与苏北灌溉总渠不同环境介质中抗生素浓度比较。a、b、c分别为水相、悬浮颗粒物和沉积物

    沿程分布进一步揭示了两类水体不同的污染物空间分布特征。射阳河水相抗生素组成沿程相对稳定，呈现连续输移与混合的特征；苏北灌溉总渠则在闭闸条件下形成4个水力分隔区段，不同区段的水相抗生素组成显著不同，且水力分区可解释水相抗生素组成分异的49.6%（图2a、b）。

    这一结果表明，水闸形成的水力边界与渠道内污染物的空间分异密切相关，使渠道内抗生素呈现分段滞留、局地差异突出的分布格局。此外，水闸开启时，下游悬浮颗粒物浓度提升至上游的1.6倍，且下游水相和悬浮颗粒物中的抗生素浓度同样升高，而下游沉积物中的浓度较低（图2c），表明水动力扰动可能促进颗粒物再悬浮和抗生素重新迁移，闭闸期间形成的沉积物污染“汇”，在开闸扰动下可能转变为向下游输出污染物的二次“源”。

图2. 水利调控下苏北灌溉总渠抗生素的空间分异与相间分布。a、b为闭闸期间4个水力分区的水相抗生素组成差异及其与水力边界的关系；c为丰水期开闸后上下游水相、悬浮颗粒物和沉积物中的抗生素浓度

    上述差异背后，悬浮颗粒物随水动力条件变化发挥着不同作用。在射阳河中，较强的水体连通性有利于颗粒物保持悬浮状态，并携带抗生素沿河道向下游输移；在闭闸期间的苏北灌溉总渠中，较弱的水体交换和细颗粒沉积环境则有利于颗粒结合态抗生素沉降，使其由水体向底部沉积物转移。相间分配分析显示，总渠水柱中总抗生素的颗粒结合态比例，以及总抗生素的水-沉积物表观分配系数，均显著高于射阳河（图3）。因此，悬浮颗粒物既可作为河流中的纵向输移载体，也可在闭闸渠道中参与垂向沉降滞留，并在水动力扰动下再悬浮迁移。

图3. 射阳河与苏北灌溉总渠中抗生素的相间分配特征。a、b为抗生素颗粒结合态比例的比较；c为水-沉积物及水-悬浮颗粒物表观分配系数的比较

    本研究表明，农业流域抗生素污染防控需要同时关注水体连通性、颗粒物输移和水闸运行状态，研究为将水沙耦合过程纳入水利工程环境效应评估、制定自然河流与闸控渠道差异化污染防控策略提供了科学依据。

    上述研究成果以“From longitudinal dispersal to vertical sequestration: Hydraulic regulation drives divergent antibiotic fates via suspended particulate matter dynamics across natural and engineered waterways”为题，发表于期刊《Journal of Hydrology》。论文第一作者为联培硕士生崔杨，谢晖副研究员为通讯作者。

    文章信息：Cui, Y., Xie, H.*, Dong, J., Shang, M., Gu, S., & Wen, W. (2026). From longitudinal dispersal to vertical sequestration: Hydraulic regulation drives divergent antibiotic fates via suspended particulate matter dynamics across natural and engineered waterways. Journal of Hydrology, 679, 136188.