水生污染因农业与工业的快速扩张已成为日益严峻的全球性问题。本研究采用综合多指标方法，量化了烟草制造业废水对邻近水生生态系统的影响，并评估了其对水生生物的类生态毒理学风险。研究共采集12份烟草工业废水样本，以及来自工业邻近农田(ICF)与非烟草农田(NCF)的48份水体样本，采样覆盖种植前(BCS)与种植后(ACS)两个时段共4次采样活动。所有样本均检测了28项参数。结果显示，ICF-ACS期间，浊度(94.61 ± 28.21 NTU)、总悬浮固体(TSS, 132.67 ± 24.40 mg L−1)、化学需氧量(COD, 269 ± 79.88 mg L−1)、五日生化需氧量(BOD5, 153 ± 59.33 mg L−1)、硝酸盐氮(NO3–N, 18.87 ± 4.87 mg L−1)、磷酸盐磷(PO4–P, 3.21 ± 1.12 mg L−1)及主要重金属浓度频繁超过水生生态系统质量(AEQ)标准。氯碱指数(CAI-1与CAI-2)表明各水生生态系统离子交换条件相对稳定。水质与健康指数显示，从BCS至ACS，指数值最大下降幅度达321%，适宜性由“良好”转为“极差”，且ICF水体退化程度为NCF的1.56至2.54倍。同样，ICF毒性较NCF升高94.7%（后者为52.8%），潜在生态风险指数(RI)升至“极高风险”等级，且在ICF中近乎翻倍。危害商数(HQ)分析确定镉(Cd)、镍(Ni)、铬(Cr)与铅(Pb)为ICF水体的优先污染物，对水生生物构成显著风险。烟草制造业废水显著损害水质并提升生态毒理风险。实施有效的排放前处理可缓解此类影响，保护邻近水生生态系统健康。
该研究发表于《Environmental Science: Advances》，针对全球工业化进程中工业废水对淡水生态系统的威胁，聚焦烟草制造业这一高耗水、高污染行业在孟加拉国等发展中国家的监管空白。当前，尽管纺织、制革等行业废水已有较多研究，但烟草制造废水的环境效应长期被忽视，其具体排放特征、污染物组成及对毗邻农田与水体的复合影响尚未见系统性报道。鉴于孟加拉国烟草种植面积居全球前列，且大量工厂未配备废水处理设施，未经处理的废水直接排入灌溉渠与池塘，对区域生态安全构成潜在威胁。为此，研究人员以孟加拉国库什蒂亚地区为研究区，选取典型卷烟厂及周边受纳水体与农田，通过两年跨季节的系统监测，首次在全球范围内揭示了烟草制造废水驱动下的水质退化机制、生态胁迫效应及健康风险特征，为发展中国家工业废水管控与可持续发展目标(SDG)的实现提供了关键科学依据。
为开展研究，研究人员构建了包含工业废水、工业邻近农田水体(ICF)及非烟草对照农田水体(NCF)的样本队列，于种植前(BCS)与种植后(ACS)两个关键时期开展4轮采样，共获取60份样本并测定28项理化与重金属参数。关键技术方法包括：基于国际标准的全流程质量控制(QA/QC)体系保障数据可靠性；采用主成分分析(PCA)筛选最小数据集(MDS)以降低指标冗余；综合运用水质指数(WQI)、水健康指数(WHI)、最大生态风险金属商数(MERMQ)、潜在生态风险指数(RI)及危害商数(HQ)等多维度评价模型，结合单因素方差分析(ANOVA)与配对样本t检验解析时空差异与污染来源。
研究结果如下：
3.1 烟草工业邻近农田(ICF)与非烟草农田(NCF)水生生态系统比较
种植前(BCS)雨季稀释作用使两组水体参数无显著差异；种植后(ACS)旱季，ICF水体浊度、TSS、COD、BOD5分别达94.61 NTU、132.67 mg L−1、269 mg L−1、153 mg L−1，远超AEQ标准，且溶解氧(DO)降至3.19 mg L−1，表明工业废水叠加农业径流导致严重有机污染与缺氧。营养盐(NO3–N、PO4–P)与重金属(Zn、Pb、Cd、Cr、Ni)在ICF中增幅为NCF的2.6–3.4倍，证实其为工业排放主导。
3.2 种植前后水质参数的变化比较
配对t检验显示，ICF中TSS、NO3–N、PO4–P、Zn等参数的季节性增幅显著高于NCF，其中NO3–N差值达11.29 mg L−1，DO则显著降低0.75 mg L−1，量化了工业活动的额外污染负荷。
3.3 ICF与NCF水体的灌溉适宜性及潜在离子交换
可溶性钠百分比(SSP)、钠吸附比(SAR)、凯利比(KR)与镁危害(MH)受农业活动影响显著改善，而残钠重碳酸根(RSBC)因HCO3−累积在ACS恶化；氯碱指数(CAI-1、CAI-2)无显著变化，表明地表水与地质介质离子交换微弱，灌溉适宜性主要受农事活动驱动。
3.4 卷烟制造废水对ICF周边水质的影响
WQI评估显示，ICF灌溉水质从BCS的“良好”(76.65)恶化为ACS的“极差”(322.97)，降幅达321.36%，为NCF的2.04倍；水生生态系统质量WQI从“差”(193.60)升至“极差”(614.69)，降幅217.50%，PO4–P、BOD5、NO3–N为核心驱动因子。
3.5 卷烟制造废水对ICF周边水生生态系统健康的影响
基于PCA构建的WHI显示，BCS时ICF为“优秀”(0.866)，ACS骤降至“极差”(0.236)，降幅72.75%，为NCF的1.56倍，证实重金属与有机物复合胁迫导致生态系统完整性丧失。
3.6 卷烟制造废水对邻近水生生态系统毒性的影响
MERMQ指数显示ICF毒性在ACS增至12.21，达“极高毒性”，增幅94.67%，为NCF的1.8倍，Pb、Cu、Cd为主要致毒因子。
3.7 卷烟制造废水对周边水生生态系统的生态风险启示
RI指数在ICF-ACS升至690.10，进入“极高风险”等级，为NCF的1.95倍；其中Cd的生态风险因子(Eri)达322.22，属强风险，Pb风险增幅高达207.08%，凸显工业排放的特定贡献。
3.8 卷烟废水对周边水生生态系统的健康危害风险
HQ分析表明，ACS时ICF中Cd、Cr、Ni、As、Fe、Pb的HQ均超阈值，Cd达10.74；危害指数(HI)在ICF升至26.33，为NCF的1.67倍，Cd、Ni、Cr、Pb被确定为优先控制污染物。
讨论与结论部分指出，烟草制造废水通过输入高浓度有机物、营养盐及重金属，导致受纳水体从物理化学结构到生态功能的全面退化。研究首次量化了工业活动对农田水系统的叠加效应，证实常规灌溉管理无法抵消工业污染冲击。研究人员强调，必须针对Cd、Ni、Cr、Pb及高有机负荷特征，采用混凝、吸附、高级氧化等集成工艺进行预处理，方可实现废水安全回用并保护水生生物多样性。该成果直接支撑SDG 6（清洁饮水）、SDG 12（负责任消费与生产）与SDG 14（水下生物），并为南亚及全球类似工业区的水环境管理提供了基准数据与决策依据。
