池塘是乡村农业景观中重要的小微水体，承担蓄水灌溉、径流调蓄和水质调节等功能，也是生活污水与农业径流中污染物汇集和再分配的重要节点。然而，位于居民点周边的乡村池塘与嵌于耕地、服务农田灌排的农田池塘，其污染输入和环境行为可能存在很大的差异。如何识别两类池塘中污染物的分布特征、滞留与迁移潜力，并据此开展分类管理，仍缺乏相对系统的研究。
针对上述问题，我院戚羽霖教授团队在我国15个省和直辖市开展调查，采集27个乡村池塘和14个农田池塘的配对水体与表层沉积物样品，分析了42种典型新污染物，包括7种抗生素、8种药品及个人护理品和27种农药。研究结合液相色谱串联质谱、三维荧光光谱和傅里叶变换离子回旋共振质谱等技术，综合考察污染物组成、溶解性有机质（DOM）特征、环境与社会经济因素，并将水—沉积物分配纳入污染物的优先筛查框架。
图1 乡村池塘与农田池塘中生物·污染物研究框架和分类管理思路
（1）两类池塘具有不同的污染输入特征。研究发现，乡村池塘的污染物组成更突出生活活动和含药物混合污水的输入特征，农田池塘则呈现更明显的农药和田间径流相关特征。正定矩阵因子分解源解析模型显示，乡村池塘中生活污水与家庭活动相关因子、药物相关生活及混合污水因子的贡献分别为33.90%和25.80%；农田池塘中两个农药相关因子的合计贡献为44.10%。这些结果与实地记录的土地利用和池塘功能相吻合，为识别可能的污染输入途径提供了依据。
（2）有机质组成与环境条件关联污染物分布及水—沉积物分配。乡村池塘中，药品及个人护理品浓度与DOM的氢碳比、脂肪族分子比例呈正相关；农田池塘中，抗生素浓度与类腐殖质组分呈负相关。进一步分析表明，乡村池塘的表观水—沉积物分配系数（Kd）主要与pH、DOM组成及社会经济变量相关，农田池塘则更多涉及耕地面积及相关DOM和微生物特征。较高的Kd表示污染物在沉积物中的相对富集程度较高，提示水质监测需要兼顾沉积物中的污染物储存及再释放潜力。
（3）纳入沉积物富集信息有助于完善污染物优先筛查。筛查性生态风险评估显示，乡村池塘和农田池塘的混合风险商中位数分别为2.78和2.14，提示所调查池塘普遍存在潜在混合污染风险。研究构建的ToxPi-Kd框架将毒性、检出频率、相对仪器响应和水—沉积物分配相结合。在参考情景下，纳入Kd后三氯生在两类池塘中的优先级均升至第3位，卡马西平在乡村池塘中由第27位升至第2位。异丙甲草胺、莠去津和嘧菌酯在不同分配参数情景下反复被识别为优先关注物质。这一结果提示，污染物优先筛查既要考虑水相暴露，也应重视沉积物相对富集。
研究为池塘生态系统中污染物的分类监测和精准管理提供了依据。相关成果以“Village and farm ponds differ in contaminant retention and mobility: Implications for sustainable management of rural agricultural landscapes”为题，发表于Nature Index期刊Journal of Cleaner Production。天津大学地球系统科学学院2025级博士生孟令辰为论文第一作者，戚羽霖教授和晏智锋教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金资助。
论文信息：Lingchen Meng, Xiangyao Wu, Yulin Qi, Zhifeng Yan, Xiaoli Fu, Chao Ma, Chunmei Chen, Dietrich A. Volmer, Peizhe Sun, Pingqing Fu. Village and farm ponds differ in contaminant retention and mobility: Implications for sustainable management of rural agricultural landscapes. Journal of Cleaner Production, 2026, 583: 149796. DOI: 10.1016/j.jclepro.2026.149796.
