瑞典农业科学大学对污水耐药性环境影响研究

污水中抗菌药物引发的耐药性及其对环境的影响

用于治疗人类和动物感染的抗菌药物，即便在完成其治疗使命后，仍可能对自然环境产生深远影响。在一项深入的研究中，学者瓦伦蒂娜·乌戈利尼（Valentina Ugolini）重点关注了这些药物如何通过分散式现场污水处理系统进入周边环境，并系统评估了限制其扩散的可行策略。

抗菌药物耐药性（AMR）已成为全球公共卫生领域日益严峻的威胁，其根本原因在于抗菌剂的广泛滥用和不当使用。然而，目前针对分散式污水处理系统及其对水环境中耐药性传播影响的研究仍相对有限，构成了科学认知中的薄弱环节。深入探索这一领域，将为遏制耐药性传播提供重要的科学依据和防控契机。

研究证实：恰当处理可减缓污染扩散

高效的污水处理技术是阻断耐药性进入自然环境的关键屏障。瓦伦蒂娜通过实验揭示了不同类型生物炭在去除耐药性污染物方面的潜力。

“实验结果表明，具备高比表面积的生物炭在去除与耐药性相关的多种化学物质方面表现最佳。然而，对于耐药基因和耐药细菌的去除，则需要不同特性的材料——更重视外部大孔结构，而非微孔结构，”瓦伦蒂娜解释道。

生物炭是一种通过热解工艺（即在无氧环境中对有机废物如园林垃圾进行高温处理）获得的环保材料，能够通过物理吸附或化学结合的方式有效捕捉污染物。其理化性质（如比表面积）受原料类型、热解温度等多种因素影响，进而决定其应用效果。比表面积由外部表面积和微孔表面积共同构成，这直接影响了其吸附污染物的能力。

聚焦分散式污水处理系统

瓦伦蒂娜的研究主要针对广泛分布于农村和城乡结合部的分散式污水处理设施（OSSF）。这类系统通常由化粪池和渗滤田组成，处理后的出水最终进入环境。由于化粪池仅能进行初步处理，无法彻底去除包括抗菌药物、耐药基因等在内的微量污染物，因此渗滤田中的土壤成为了污染物进入地下水前的最后一道天然屏障。土壤的性质，如其质地、酸碱度（pH值）等，在污染物的阻留和降解过程中发挥着决定性作用。

“当前的分散式污水处理系统设计在去除与耐药性相关的污染物方面存在明显不足，”瓦伦蒂娜指出。“更值得关注的是，我的研究发现，在系统处理过程中，抗生素耐药基因（ARGs）和可移动遗传元件（MGEs）的丰度反而有所增加。此外，渗滤田下方的地下水中，相关化学物质的浓度和基因的丰度均显著高于上游对照点，这强有力地表明，渗滤田可能成为耐药性传播的‘热点’区域。”

抗菌剂与日常化学品：协同影响耐药性传播

耐药性的产生与传播是一个多因素交织的复杂过程。虽然抗菌化学物质直接驱动了耐药性的出现和扩散，但其他环境中的化学物质也可能扮演着推波助澜的角色。已知部分金属和消毒剂（杀生物剂）具有共选择效应，即它们能同时富集对自身和抗生素耐药的细菌。然而，许多在日常生活中广泛使用的化学品是否也具有类似效应，目前尚不明确。

瓦伦蒂娜的研究为此提供了新的线索。她观察到，一些普遍存在的生活化学品，如人工甜味剂乙酰磺胺（acesulfame）和兴奋剂咖啡因（caffeine），与环境中耐药性相关遗传元件的丰度存在显著的正相关性。这一发现意味着，这些物质或许可以作为指示环境耐药性污染程度的便捷指标。

一个具有全球意义的地方性问题

尽管抗菌药物耐药性已被公认为全球性的重大挑战，但针对小型污水处理设施与耐药性环境传播之间关联的研究依然稀缺。以瑞典为例，全国约有13%的家庭采用瓦伦蒂娜所研究的这种分散式污水处理系统。放眼全球，据联合国估算，约有24%的家庭其生活污水经由各类小型处理设施排放。因此，这项研究的现实意义已远远超出瑞典国界。

立足卡尔马县的实地监测

本研究的实地工作主要在瑞典卡尔马县（Kalmar County）的一处典型分散式污水处理设施展开。瓦伦蒂娜团队系统采集了处理单元及其周边环境的水样，以追踪污染物向地下水的迁移过程。同时，为了捕捉季节性变化对污染物迁移转化规律的影响，他们还组织了跨季节的采样分析。

“通过这项研究，我们希望唤起社会对小型污水处理系统环境影响的关注，认识到它们在区域生态安全乃至全球公共卫生问题上的潜在角色，”瓦伦蒂娜总结道，“从而为应对耐药性这一人类共同挑战提供更全面的视角和更有效的解决方案。”