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CREST推出特刊:环境中的新污染物——抗生素抗性基因和微塑料

发布时间:2022-12-23 16:03:27 文章来源:http://www.tianlongzetian.com/news/hangye/2022-12-23/362.html

以下文章来源于环境科技评论CREST ,作者牛丽丽 马奇英 等
导 读
抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)微塑料是广泛存在于环境中的两类新污染物,由于其潜在的暴露危害,这两类污染物近年来受到全世界的大量关注。期刊共同主编、浙江大学马奇英教授和副主编、浙江树人学院陈浚教授领衔组织了“环境中的新污染物——抗生素抗性基因和微塑料”的特刊,对2018~2022年期间CREST期刊上发表的21篇相关综述论文进行了回顾,主题涵盖抗生素抗性基因和微塑料在水生、陆地和大气环境中的分析方法、赋存特征、迁移、转化、生态和人体健康风险,以及废水、肥料和污泥中抗性基因相关污染物的治理策略,文章还指出了这两类污染物迁移、归趋、风险和治理技术研究中的局限性和挑战。此外,文章强调以“全健康”理念研究抗生素抗性基因和微塑料,对于更好地管理其环境行为和相关风险具有重要意义。
 
主要内容
引言
由于过去几十年抗生素的过度使用,细菌抗生素抗性的增加已被认定为公众健康的巨大威胁。抗生素抗性细菌携带的抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)作为一类新污染物,是抗生素抗性的罪魁祸首,在与人类相关的环境中广泛富集。细菌可通过基因突变或ARGs的水平转移进化为新的耐药菌株。抗生素抗性的演变是本世纪对人类健康的最大威胁之一,危及抗生素的效力,使人类面临更大的生命威胁。
微塑料是指直径<5 mm的塑料碎片,典型的微塑料包括聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等。微塑料的普遍存在是全球广泛关注的环境和经济问题。据报道,~79%的塑料废弃物因管理不善流入至垃圾填埋场或自然环境中。由于体积较小,微塑料很容易被生物摄入,最终对生态系统和人体健康造成不利影响。此外,微塑料对有机污染物具有很高的亲和力,可通过吸附和解吸带动它们在环境中的迁移,这一过程被称为“特洛伊木马效应”。在“特洛伊木马效应”下,微塑料及相关污染物的归趋和风险将在生命周期中发生改变。
由于抗生素和塑料的广泛使用,水体、土壤和空气等环境介质均发现了ARGs和微塑料的存在,这些介质成为了它们的汇以及二次释放源。一旦它们进入到环境中,便会经历迁移、转化、降解和消散等过程,可能威胁生态系统和人类健康。
目前,全球学者对环境中的ARGs和微塑料已开展了大量研究。本特刊通过2018~2022年在CREST期刊上发表的21篇综述的回顾,介绍了这两类新污染物的研究进展,讨论了ARGs和微塑料的来源、迁移、归趋、毒性及对人体的健康风险。
“全健康”是一种系统性的思考和研究动物-人类-生态系统健康、从而实现可持续平衡和优化发展的协同新策略和跨学科的新方法。鉴于污染物在人类、动物和环境健康之间相互依赖的关系,利用“全健康”理念研究ARGs和微塑料环境影响的重要性已被认知。因此,除了详细介绍ARGs和微塑料在环境中的归趋及潜在风险外,本文还介绍了这两类污染物在全健康框架下的相关工作进展。
抗生素抗性基因和微塑料的分析测定
了解ARGs和微塑料在环境中的归趋、迁移和转化机制可以更好的评估其潜在的生态和人体健康风险,其中,量化它们在环境中的残留至关重要。
抗生素抗性基因:
方法的标准化对于污染物的准确量化非常重要,可确保数据的可靠性和样品间的可比性。目前,快速分子工具如定量聚合酶链反应(Quantitative polymerase chain reaction, qPCR)和宏基因组测序对于ARGs的分析应用前景光明。鉴于本特刊回顾的文章中仅涉及到了qPCR技术,本文将重点介绍qPCR技术在ARGs监测分析中的应用。
qPCR技术为多种环境介质(包括土壤、水、沉积物、生物固体、肥料、食物和空气/灰尘)中ARGs的检测提供了灵敏的定量手段。大量研究通过qPCR方法对DNA进行测定,从而讨论了水体的处理效率和人体健康风险。此外,qPCR也可用于监测作为ARGs传播载体的可移动基因元件的环境行为。然而,Keenum et al. (2002)对117篇论文的综述显示,在利用qPCR分析ARGs的过程中,从样本收集到数据分析的方法差异性较大,急需将方法进行标准化,以使得不同研究、不同环境和场景下的结果具有可比性。为了标准化qPCR评估,Keenum et al. (2002)开发了一个基于qPCR方法监测水体环境(包括地表水、循环水和废水)ARGs的框架,对水样ARGs分析过程中包括样品采集、浓缩、DNA提取、引物/探针特异性设计、扩增条件、扩增子长度、PCR抑制评价和检出限等程序进行了评估。
此外,qPCR技术也是研究活而不可培养态(viable but nonculturable,VBNC)细菌形成期间和之后ARGs潜在转移性的常用手段(Cai et al.,2022)。VBNC细胞是由光消毒诱导产生的休眠细菌,VBNC状态是细菌应对环境刺激的重要策略,但该过程中ARGs的迁移风险日益受到关注。目前对VBNC细菌的原位和实时定量检测,特别是对污水消毒过程的风险评估方法仍十分有限。
微塑料:
尽管许多研究报道了微塑料在水生、陆地和大气环境中的存在,但其定量、表征、甚至单位描述方法仍未标准化。Besseling et al. (2019)论述了量化环境样品中微塑料浓度的重大挑战,包括尺寸范围、颗粒形状和单位的确定、最大值计算、提取方法和识别方法等。
基于2008~2019年间发表的文献,Xu et al. (2020)总结了现有的土壤中不同尺寸微塑料的采样技术、提取方法和分析程序。尽管方法较多,但每种方法都有其优点和缺点,存在一定局限性,使得土壤环境中微塑料的识别仍然面临重大挑战。此外,Markic et al. (2020)整理了有关取样、检测、分离和表征方法在研究鱼类摄入微塑料中的应用。鉴于鱼类摄食的物种特异性和采样点特异性等方法学偏差,他们发现目前一些鱼种对微塑料的摄入风险被严重低估。
与识别聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺和聚对苯二甲酸乙二酯等多种聚合物组成的塑料碎片的传统分析方法相比,傅里叶变换红外(Fourier transform infrared, FTIR)技术是一种可以确定聚合物分子化学结构和官能团的先进方法。Bond et al. (2018)比较了多种用于分析环境样品微塑料的光谱法,认为光谱法对聚合物类型的识别不够强大,应制定更标准化的表征方法以识别聚合物类型。
通过400多篇论文的筛选,Veerasingam et al. (2021)回顾了包括FTIR在内的微塑料表征、识别、风化和老化常用分析技术,讨论了沉积物、水体、生物、污水处理厂、空气/灰尘和盐中微塑料的数据处理方法,并提出了相关标准。他们得出结论,结合衰减全反射技术的FTIR光谱技术通常用于分析环境中,特别是水体和沉积物中的大尺寸微塑料,而傅立叶变换显微红外光谱仪(Micro Fourier Transform Interferometer, μFTIR)主要用于较小微塑料的分析。另外,μFTIR技术已被广泛应用于研究微塑料在生物体内的积累及相关毒性效应。
抗生素抗性基因和微塑料的来源及赋存
全球范围内,甚至一些地理位置偏远的地区,均已检测到ARGs和微塑料的存在。研究它们的来源和在环境中的赋存是评估其对生态系统和人体健康潜在风险的先决条件。
水生环境中的抗生素抗性基因:
水生环境中ARGs的来源主要与于人类和兽医临床环境等高浓度抗生素源头有关。然而,基于ARGs在水生环境中的赋存,包括淡水、废水和海洋环境中的抗生素和ARGs的来源等信息,Amarasiri et al. (2020)提出,抗生素浓度较低的自然水生环境中抗生素抗性细菌的进化也不应被忽视。作者还进一步讨论了通过基因水平转移和突变造成的抗生素抗性,共存污染物如消毒剂、消毒副产物、抗生素和金属可刺激水生环境中ARGs的生长和基因水平转移。
环境中ARGs的存在不仅受其来源控制,还受到其他变量的影响,包括社会经济指数和环境因素,如气候条件、环境介质和共存污染物等。Vaz-Moreira et al. (2022)比较了波兰和葡萄牙这两个位于欧洲经纬度差异较大的国家废水中ARGs和抗生素残留的差异性,发现它们具有不同的残留模式和污染负荷,主要与社会经济(人群抗生素消费量)、地理和气候条件(温度和降雨的季节性差异)以及动物产品中抗生素的使用量等差异有关。
陆地环境中的抗生素抗性基因:
土壤环境,特别是农业土壤,是陆地生态系统中ARGs的重要储存库。其中,动物粪便和生物固体的施用以及中水灌溉是农业土壤中ARGs的主要来源(Wang et al.,2022)。这些农业措施给土壤环境中ARGs的传播和最终进入食物链创造了良好条件,通过食物摄入的健康风险也从而引起了人们的担忧。
为了更好地了解土壤ARGs的来源,Wang et al. (2022)总结了不同农业方式下ARGs和土壤特征(包括重金属和有机污染物)之间的相关性,讨论了不同研究中ARGs在土壤中传播的影响因素,如土壤环境因素和共存污染物等,全面阐述了抗生素抗性从粪便、生物固体和废水到土壤中的传播。Wu et al. (2022)在宏观和微观尺度上讨论了ARGs在土壤环境中的分布、迁移和归趋,总结了它们在土壤微生物中的分布和增殖情况。
畜牧业系统是ARGs的丰富储藏库。Zhao et al. (2021)通过总结动物产品中抗生素的使用和相关抗性基因风险,从“全健康”视角证明了动物的抗生素抗性主要受共选择制剂影响,论述了畜牧业系统可通过不同的传播途径促进ARGs的全球传播。
空气中的抗生素抗性基因:
大气传输在抗生素抗性的传播中起着至关重要的作用,但尚未得到足够的重视。Jin et al. (2022)总结了在物理化学条件影响下,空气中抗生素抗性的传播和传输模式及其健康效应,他们指出生物气溶胶的稳定条件可促进临床病原ARGs抗性的存在,因此细颗粒物在抗生素抗性传播中的作用不可忽视。此外,该文章还讨论和比较了自然源和人为源对空气ARGs的贡献。
水生环境中的微塑料:
微塑料最早作为海洋污染物被报道,水生环境中普遍存在的塑料垃圾是其主要来源。近期,两篇综述(Besseling et al., 2019; Bond et al., 2018)强调,水生态系统中的微塑料污染被严重低估。Bond et al. (2018)通过整合聚合物的物理化学性质,综述了海洋和淡水环境中聚合物的丰度和组成,以预测塑料垃圾在水生系统中的归宿。他们发现流入海洋后大量失踪的微塑料与其在污水处理厂、沉积物、海岸线和深海中的沉积,以及现有无法捕获和识别较小颗粒的实验方法有关。Besseling et al., (2019)根据荷兰的一项实地研究总结了微塑料在水生系统中的暴露浓度和分布,并提出应多关注沉积物中微塑料的积累。
淡水水体由于通常靠近塑料来源且可为塑料的存储提供空间,是微塑料污染的热点区域。为了更好地理解微塑料在淡水环境中的行为,Junaid and Wang (2022)综述了典型淡水中微塑料的来源、形成和赋存特征。此外,他们还讨论了微塑料与河流和湖泊中细胞外物质(天然有机物)和细胞间生物分子(ARGs和可移动基因原件)的相互作用。他们总结,微塑料与生物分子的相互作用可能会影响其在食物链的传递,以及对生物的毒性效应和健康影响。
尽管许多研究发现了淡水环境中微塑料污染的存在,但对它们在城市地区的赋存和有害影响仍然知之甚少。为了弥补这一空白,Xu et al. (2021)根据微塑料的丰度、特征和来源讨论了中国城市淡水流域的微塑料污染情况。他们总结了城市淡水环境中影响微塑料赋存和分布的关键因素,包括微塑料性质、环境条件、种群规模和局部土地利用功能等。另外,他们还讨论了目前有关塑料污染的立法和政策,提出了控制微塑料污染的建议。
陆地环境中的微塑料:
尽管对微塑料污染的担忧源于海洋的影响,但与海洋环境相比,陆地环境接收的塑料垃圾比海洋环境高出4-23倍。Wang et al. (2022)总结了不同用途下土壤中微塑料的来源、赋存和特征。他们发现,现有的关于土壤微塑料赋存的研究大多集中在农业生态系统中,有机肥料、残留的塑料薄膜和大气沉降是其主要来源。
Xu et al. (2020)总结了微塑料进入土壤环境的可能途径及其分布和特征,文章表明微塑料可通过对有毒化学物质的吸附成为化学污染物的载体和汇,微塑料与土壤有机质之间的竞争吸附是决定有机化学物质和重金属在微塑料与土壤之间分布的主要因素。
抗生素抗性基因和微塑料的迁移和转化
一旦进入环境,包括迁移和转化在内的一些物理和生化过程会影响到ARGs和微塑料在环境中的归趋。ARGs和微塑料均可在环境介质间分配,并通过长距离迁移完成全球循环。鉴于全球循环数据的增长,深入了解这两种污染物的迁移和转化对风险管理和环境修复意义重大。
抗生素抗性基因:
基因突变和通过共轭、转化和转导途径的水平转移是环境中微生物传播抗生素抗性的主要驱动力。
土壤生物膜中含有大量细菌,是ARGs水平转移的热点区域。Wu et al. (2022)讨论了土壤生物膜在ARGs转移中的关键作用和相关影响因素,包括土壤生物膜的空间结构、细胞外聚合物的组成和种群间的相互作用等,以及作为主要水平转移方式的共轭转移在环境中的重要性。他们还介绍了应用微流体平台模拟土壤复杂环境,从而在微观尺度上对土壤和生物膜中ARGs转移开展的研究。Wang et al. (2022)通过讨论土壤-植物系统中ARGs从土壤向作物的转移以及细菌间从土壤向人体的转移,综述了ARGs在细菌间的传播机制。
近期,VBNC细菌因其对传统消毒技术(包括氯、紫外线和臭氧)的抗性受到广泛关注。ARGs可通过VBNC细菌在良好外部条件下复苏而进行水平转移,造成潜在的迁移风险。为全面了解VBNC细菌及其潜在的ARGs迁移,Cai et al. (2022)综述了VBNC状态下细菌的变化、健康风险和环境应用。他们归纳,细菌进入VBNC状态后,其细胞壁、细胞膜和细胞质会发生形态学变化。然而,光基废水消毒技术中VBNC细菌的形成以及ARGs通过VBNC细菌的水平转移需要更多的研究。
为了更好地理解ARGs的转化及潜在机制,Yin et al.(2022)总结了ARGs在水体环境中的持久性和地球化学过程,讨论了发光半导体-矿物界面(一种特殊的天然矿物界面)中ARGs的转化,得出与环境刺激的相互作用可能会影响细菌的应激反应和转化的结论。
微塑料:
微塑料体积较小,远距离迁移性使其在环境中的分布较为广泛。Xu et al. (2021)讨论了中国淡水环境中微塑料的动力学,Zhang and Xu (2022)也总结了微塑料在水生和陆地环境中的迁移,讨论了它们向海洋的输入、在淡水、陆地和大气间的迁移,以及向河流和土壤的传输。
微塑料就像穿梭的特洛伊木马,可携带化学品和添加剂分布在环境中,最终进入生物体。除了富集外,微塑料还可以通过改变吸附污染物的生物有效性和归趋来改变其环境风险。这种影响使微塑料和相关污染物的归趋和健康危害更加复杂化和不确定化。然而,Zhang and Xu (2022)认为,特洛伊木马效应对环境中有机污染物的富集影响有限,而微塑料中的内添加剂或单体是其环境暴露的主要方式。
数学模型在预测环境中微塑料归趋中具有一定前景。Besseling et al. (2019)讨论了各种模型的优点和应用,包括河流运输、排放质量流、多媒介、基于塑料产品的估算模型,以及河口和海洋研究中使用的其他归趋模型。他们提出,在使用迁移模型时,应考虑到微塑料归趋和对生物体的影响、塑料颗粒的内暴露以及用于计算稳态浓度和生物体物种数据间的直接反馈。
土壤环境中的微塑料的迁移包括垂直和水平运动、非生物和生物迁移。Xu et al. (2020)讨论了微塑料在多孔介质和土壤中的迁移,以及微塑料携带污染物向土壤动物群的迁移。反过来,土壤动物也可通过二次生成和分解介导微塑料的迁移、营养级传输和归趋。Wang et al. (2022)总结,土壤动物不仅能加速土壤中微塑料的迁移和向更高营养级的传输,也会促进其碎片化和微生物分解。
风化和降解是环境中微塑料消散的重要机制。Bond et al. (2018)综述了在环境相关条件下,不同微塑料在环境中的风化和降解,但该过程远低于来源速率,导致微塑料在环境中不断积累。
抗生素抗性基因和微塑料的生态和人体健康风险
抗生素抗性和微塑料危机是21世纪全球环境健康面临的重要挑战,它们的广泛存在威胁着食品安全和生态及人类的生存环境,阻碍了全球可持续发展目标的实现。
水生环境中的ARGs:
除了饮用水外,沐浴、水上运动、灌溉期间的职业暴露以及中水灌溉食物摄入等也是ARGs的主要人体暴露途径。Amarasiri et al. (2020)回顾了水生环境中ARGs的人体风险评估研究,表明水生系统中ARGs的赋存、扩散和传播对于准确评估其人体健康影响至关重要。作者还建议在量化微生物风险并精准预测相关风险等方面需要积累更多的信息,如不同场景下的暴露和剂量反应评估数据、未知污染点和合适的抗生素抗性标志物等。
陆地环境中的ARGs:
暴露于抗生素后,养殖动物体内产生的ARGs可能通过直接接触或间接的动物-环境-人类途径传播至人类。为解开ARGs在动物、环境和人类之间的复杂之谜,Zhao et al.,(2021)分析了ARGs在畜牧业系统中从动物到人类的传播途径。直接接触携带ARGs的动物、通过食物链和食品贸易的间接接触、与农田土壤和水生环境接触以及水平转移都会增加ARGs的人群暴露风险。通过控制选择性制剂、管理肥料使用、提高废水中ARGs的去除效率以及改进管理和干预政策,可在“全健康”框架下实施保护人类健康的减缓策略。
空气中的ARGs:
研究表明,空气是ARGs传播的潜在重要途径。通过提出ARGs健康风险评估中仍然存在的重要谜题,Jin et al. (2022)提出了探索抗生素抗性从环境源到人类呼吸空气传播链的方案,并讨论了与此过程相关的环境因素和健康影响。在“全健康”的监测下,制定了量化环境途径对抗生素抗性作用贡献的整体方法学框架。
水生环境中的微塑料:
微塑料可转移到更高的营养级中,因此水生生物对微塑料的摄入问题日益受到关注。Markic et al. (2020)总结了野生海鱼摄入微塑料的信息,并根据鱼种和营养级比较了鱼类摄入微塑料的地理和时间分布特征,发现在494种检测的鱼类中有323种(65%)检测到了塑料的摄入,在391种商业鱼类中有262种(67%)检测到了塑料的摄入。但该结论仍需优化和标准化的研究方法支撑。
双壳类动物是海洋和淡水生态系统中常见的水生生物,是生态系统中重要的一环。随着在双壳类体内检出微塑料的频率越来越高,造成了直接和间接的有害影响,微塑料污染已成为双壳类动物的新威胁(Zhang et al.,2020)。为了了解微塑料对双壳类动物和人类健康的影响,Zhang et al.,(2020)综述了其潜在的暴露途径,总结了塑料在双壳类动物体内富集的类型和主要影响因素(丰度和大小),阐述了食用被微塑料污染的海产品对人体健康的危害。作者得出结论,微塑料的富集可诱导双壳类动物产生神经毒性、遗传毒性和生殖毒性,并影响它们的栖息地和食物来源,同时造成有毒物质和有害微生物的传输。
微塑料与包括蛋白质、天然有机物和抗生素抗性原件在内的生物分子之间的相互作用可能改变其在环境中的迁移、归趋和生物有效性,从而改变其对生态系统和人体健康的有害影响。Junaid and Wang (2022)全面介绍了淡水环境中微塑料与生物分子之间的相互作用对生态和人类健康的影响,讨论了微塑料对鱼类和各种水生生物、无脊椎动物和哺乳动物的暴露途径及毒性,归纳出水产品的摄入是微塑料暴露于人体的主要途径,其对人体健康的影响不容忽视。
由于其强大的吸附能力,微塑料吸附的污染物也会对生态和人类健康造成风险。Zhang and Xu (2022)总结了微塑料在生态受体中有机污染物生物累积方面的载体作用。他们提出,内源添加剂或单体,如用于改善塑料性能的化学品和未聚合的塑料前体或降解产物,可提高微塑料对生物体内有毒物质的富集。
为了开发评估环境微塑料暴露风险的有效方法,Besseling et al. (2019年)在微塑料风险评估框架内比较了暴露风险评估工具,综述了基于物种敏感性分布方法的微塑料生态效应阈值,同时利用该效应基准进一步筛查了水生系统中微塑料的暴露浓度和风险。此外,他们还讨论了微塑料在化学品生物累积中的作用以及塑料颗粒效应的风险特征。
陆地环境中的微塑料:
微塑料对陆地生态系统的输入量更多,因此其对土壤生态的影响可能比对水生生态系统更大。微塑料的存在可破坏土壤动物的生态功能,并通过食物链危害人类健康。为了系统地认识它们之间的关系,Wang et al. (2022)讨论了微塑料对土壤动物的无毒和有毒危害,包括摄入和生物累积、组织病理学损伤、氧化应激、DNA损伤、遗传毒性和生殖毒性、神经毒性、代谢紊乱、肠道微生物群失调,以及它们与负载污染物的联合毒性等,这些机制是微塑料对土壤动物生长、繁殖和代谢产生有害影响的根本原因。
Xu et al. (2020)对微塑料及其在土壤中与共存有毒化学品的迁移进行了综述,讨论了土壤微塑料对土壤性质、微生物群落、酶活性、植物生长和土壤动物的影响,结论表明,微塑料对疏水性有机化学品的迁移贡献有限。
抗生素抗性基因和微塑料的治理技术
鉴于ARGs和微塑料对环境和人体健康的风险,采用修复技术来减轻其负面影响的需求十分紧迫。由于在这21篇综述中没有关于微塑料治理技术的综述,因此以下讨论仅针对ARGs。
迄今为止,在动物废物利用、废水处理过程和土壤-植物系统中ARGs的有效治理技术已被开发。废水处理厂是ARGs的大型储存库,可通过控制ARGs的分布防止其在环境中扩散。生物技术是最常见的污水处理方法。Xu et al. (2019)讨论了生物固体和废水处理厂中ARGs的降解和削减研究进展,厌氧/好氧消化、堆肥和生物/空气干燥等技术可有效降低污泥处理过程中的ARGs。文章还进一步探讨了ARGs治理的潜在机制和影响因素,微波、热解和臭氧等预处理技术结合厌氧消化可提高废水中ARGs的去除率。然而,下游厌氧消化过程中ARGs的反弹不容忽视。此外,文章还比较了ARGs在活性污泥和湿地中的归趋。
Amarasiri et al. (2020)比较了普通处理工艺在水体和废水处理厂中对ARGs的去除能力。Wang and Chen (2022)总结了通过生物物理化学和高级氧化处理去除废水中ARGs的可行性和效率,以及相应的优势和局限性。这两篇综述均推荐使用膜生物反应器和人工湿地等生物处理方法来增强ARGs的去除效果。
许多因素可影响废水处理前后ARGs和抗生素的丰度。基于对废水处理厂的研究,Vaz-Moreira et al. (2022)讨论了污水的抗性负荷和微生物群落组成、处理类型、污染程度、有机物负荷和温度对废水ARGs处理效率的影响。
为了减缓ARGs对陆地生态系统的影响,Wang et al. (2022)讨论了几种阻止ARGs进入土壤的有效技术,包括好氧堆肥和肥料、污泥及废水的好氧/厌氧消化。他们还提出了削减土壤ARGs的策略,并概述了土壤处理过程中ARGs衰变机制的研究进展。
需要注意的是,光化学和微生物降解等自然过程也有助于ARGs在环境中的衰减。未来应加强对ARGs环境去除技术开发等方面的研究。
 
总结与思考
本特刊回顾了2018~2022年期间在CREST期刊上发表的21篇聚焦于环境新污染物ARGs和微塑料的综述文章。目前对于这两类污染物的研究主要集中在分析技术、环境来源和赋存、归趋和迁移、生态和人体健康风险评估以及治理技术等方面。由于ARGs和微塑料在环境中的普遍存在,未来应加大对它们的研究,从而管理和规避其对生态系统和人体健康的不利影响。现阶段,ARGs和微塑料研究面临的局限性和挑战主要包括以下四个方面:(1)为了提高分析质量,研究者已开发了识别和表征不同基质样品中ARGs和微塑料的分析技术。然而,从样本收集到数据分析的流程应进一步标准化,使不同研究的数据具有可比性,从而构建大型数据库,为决策者的综合管理提供科学依据。(2)关于ARGs和微塑料的赋存、归趋和迁移的研究已经在全世界范围内开展,但一些重要的科学问题仍有待解决,ARGs和微塑料在迁移、转化方面的防控机制研究仍需深入开展,从而揭示环境与人类/生态之间的联系。另外,应使用适当的污染标志物进行风险评估,并针对ARGs/微塑料与环境基质、共存污染物和区域生物间的相互作用开展更多的研究。此外,还需要开展多尺度、多介质的野外和实验室研究。(3)预测污染引起的生态和人体健康风险十分重要,但同时也具有相当大的挑战性。目前存在的局限性是缺乏不同野外和微观尺度下的剂量-反应评估。结合数学模型后,该评估可为生态和人类受体的风险评估提供可靠的依据。此外,ARGs和微塑料与其他化学物质共存的双重毒性及其营养级传输也十分值得关注。(4)目前仍缺乏高性价比的ARGs和微塑料处理技术,特别是在某些特定治理场景下。因此,不仅要通过现有的技术,还要通过创新的技术来提高这两类污染物的去除效率,并全面探究治理过程的相关机制。“全健康”作为一种具有广阔前景的理念,可通过将所有信息联系在一起,建立环境污染物和健康结局之间的证据链,从而更好地了解ARGs和微塑料从环境到人类的过程,并为缓解措施和处理技术的开法提供思路,保障生态和人体健康。