近日，国科大杭州高等研究院环境学院张海燕教授工作室杨学志与中国科学院生态环境研究中心刘倩研究员在水体锂元素的环境行为方面取得新进展，相关成果以“Unveiling watershed-scale transport pathways of anthropogenic lithium from industrial sources”为题，发表于环境领域权威期刊Water Research。

锂是动力电池与储能产业的重要原料。随着锂资源开采、冶炼和回收规模扩大，其进入环境后的迁移与暴露问题也受到越来越多关注。其中，工业排放的锂离子在地表水体中的迁移转化过程及驱动因素仍不清楚。

该研究选取江西省锂盐生产集中区域及其下游河网为研究区域，涵盖锦江、袁河、赣江、鄱阳湖和长江相关河段，采集河水、自来水、稻田水、沉积物、土壤、植物及水生动物等多类型环境样品，构建了覆盖“工业源—河流—农田—居民用水”的多介质研究体系。在实地调查基础上，结合界面吸附实验、生物富集分析及正矩阵因子分解（PMF）源解析模型，揭示了区域尺度工业排放锂离子的生物地球化学过程。

图1 研究区域、采样点及河流锂浓度的空间分布

研究发现，在进入锂工业区前，锦江和袁河的河水锂浓度为0.9-6.5 μg/L；经过工业区后，分别升至75.6 μg/L和30.2 μg/L，约为上游背景水平的5-11倍。居民用水和农作物展现出了类似的变化，受影响河段周边自来水的锂浓度分别达到22.7 μg/L和32.7 μg/L；水稻籽粒的锂浓度由上游约0.32 mg/kg升至下游约0.53 mg/kg。局部区域水稻根部的锂浓度最高达27.8 mg/kg，水生动物样品可达14.8 mg/kg。这说明工业锂不仅影响河水，也可通过取水、灌溉和生物摄取进入其他环境介质。

研究进一步检验了沉积物、土壤和黏土对锂的吸附作用。结果显示，这些介质的吸附容量较低，吸附量为1.70-2.97 μg/g；在自然水体条件下，腐殖酸和富里酸也未表现出可检测的锂结合量。虽然鱼类、水生植物等能够富集锂，但其生物量有限，难以在流域尺度上大量移除河水中的溶解态锂。因此，下游浓度变化更多取决于水文过程和人为用水活动：一方面，清洁支流汇入可稀释锂浓度；另一方面，城市和工业取水会将锂带入供用水系统，农田灌溉则使锂从河水转移至土壤与作物。浓度下降并不意味着锂已被自然过程彻底去除，而可能是被稀释或重新分配。

图2 工业源锂在河流、农田、供水系统和生物之间的主要迁移路径

为区分自然背景与人为排放，研究采用PMF模型，将河水中的锂来源划分为富铀岩石风化、硅酸盐矿物风化、农业活动及锂相关工业排放四类。模型结果中，锂相关工业源是溶解态锂的最大贡献来源（约59%），而在锦江和袁河工业影响最强的采样点，工业源贡献分别达到86.3%和97.0%。随着河流汇入赣江，工业源的相对贡献逐渐降低，但在下游多个断面仍可识别约8%-13%的工业信号。农业活动也是一种贡献不高但可广泛识别出的锂输入来源，肥料是主要的直接农业化学品输入。

国科大杭州高等研究院环境学院2025级博士研究生文昊楠为该论文第一作者，杨学志副研究员和刘倩研究员为通讯作者。本研究由国家自然科学基金、中国国家重大科技专项、中国科学院基础研究青年科学家项目、国科大杭高院自主项目以及中央引导地方科技创新发展基金项目提供资金支持。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.127201