希腊Amvrakikos湿地国家公园中鲨鱼和鳐鱼的微量元素含量

《Science in One Health》：Trace element levels in the sharks and rays of Amvrakikos Wetlands National Park, Greece

垃圾填埋场长期污染导致里约热内卢及周边地下水及表面水病毒多样性异常，检测到Microviridae等高频病毒家族及犬环状病毒，揭示地下水流动加剧病毒传播风险，需加强环境健康监测。

　　在当今社会，城市固体废弃物的处理问题日益受到关注。特别是在缺乏防水衬层、排水系统、废弃物降解副产物处理、覆盖层以及病媒生物控制的非规范垃圾填埋场，其对环境和人类健康的潜在威胁尤为突出。这些填埋场所产生的渗滤液，是水通过固体废弃物渗透而形成的副产物，一旦未能妥善收集和处理，就会成为污染源。本文探讨了在巴西里约热内卢大都会区一个已经停用十多年的老式垃圾场及其周边住宅区的表面水和地下水中的病毒多样性，并利用宏基因组测序技术进行分析。研究结果揭示了病毒在不同水体中的分布特征，以及可能的传播路径，为理解此类环境中的病毒污染提供了新的视角。

### 研究背景与意义

城市固体废弃物（MSW）的不当处理，不仅会导致环境恶化，还可能对人类健康构成威胁。许多国家仍然存在大量未规范处理的垃圾填埋场，这些地方往往缺乏必要的防护措施，如防水衬层和排水系统。此外，随着人口增长，固体废弃物的产生量也在不断增加，进一步加剧了环境和健康问题。废弃物中可能含有持久性有机污染物（POPs）、挥发性有机化合物（VOCs）、微量金属和新兴污染物（ECs），这些物质可能通过渗滤液进入地表水和地下水系统，造成生态失衡和健康风险。特别是在垃圾填埋场关闭后，由于缺乏有效的封闭和修复措施，这些区域仍然可能成为动物和人类活动的场所，增加了病毒传播的可能性。

本研究聚焦于一个已经停用的开放式垃圾场及其相邻的住宅区，旨在通过宏基因组测序技术，揭示垃圾场关闭后，病毒在地下水和地表水中的持续存在和传播情况。垃圾场的关闭时间长达十多年，为研究病毒在废弃填埋场中的长期存活提供了机会。此外，由于垃圾场的地质特征，地下水流动方向可能影响病毒的扩散路径。研究还发现，该垃圾场周边存在动物养殖和人类活动，这可能进一步促进病毒的传播。因此，对这些区域的病毒监测具有重要的公共卫生意义。

### 研究方法

本研究采用了多种科学方法和技术手段，以确保数据的准确性和可靠性。首先，研究人员在垃圾场及其相邻住宅区共设定了21个采样点，采集了100个水样，每个采样点采集2升水样。水样被分为五个代表性池，以便后续的宏基因组分析。为了提取病毒核酸，研究人员使用了Biopur Nucleo-mag Virus试剂盒，并通过AMpure XP珠进行纯化。核酸的定量则通过Qubit 4.0荧光计完成。

随后，研究人员利用NextSeq 2000测序仪（Illumina公司）对样本进行了下一代测序（NGS）。测序数据经过质量过滤、接头去除等预处理步骤，最终生成高质量的读数。这些读数通过在线的Genome Detective软件进行分析，以识别病毒的分类信息。为了提高数据的准确性，研究人员还使用了BLASTn和BLASTx工具进行序列相似性搜索，并通过CheckV软件对病毒序列进行质量评估。

### 研究结果

研究结果表明，垃圾场和住宅区的水样中存在多种病毒家族，其中Microviridae家族是最为丰富的。此外，研究人员还检测到了一些与人类和动物病原体相关的病毒，如犬细小病毒（canine circovirus）。这些病毒的检测不仅揭示了垃圾场对周围环境的影响，也表明了潜在的公共卫生风险。

在不同水体中，病毒的多样性呈现出显著差异。垃圾场的渗滤液池和地下水样本中，病毒种类相对较少，而住宅区的地下水样本中则发现了更多的病毒种类。这可能与住宅区的水体暴露于更广泛的外部环境有关，从而促进了病毒的多样性。此外，研究人员还观察到，垃圾场附近的地下水与住宅区的地下水之间存在一定的相似性，这可能与地下水流动的方向和速度有关。

### 病毒传播的潜在机制

垃圾场关闭后，其对周围环境的影响可能持续多年。研究人员发现，垃圾场的渗滤液可能通过地下水流动进入住宅区，从而造成病毒的扩散。这种扩散不仅限于表面水，还可能影响到深层地下水。此外，垃圾场的土壤类型和地质结构也可能影响病毒的传播路径。例如，垃圾场周围的土壤可能具有较高的渗透性，从而促进渗滤液的扩散。

在垃圾场和住宅区的水样中，研究人员检测到了多种病毒，包括DNA病毒和RNA病毒。这些病毒的检测表明，垃圾场不仅是微生物的来源，还可能成为病毒传播的途径。例如，Microviridae家族的病毒在所有水样中都有较高的出现率，这可能与其在微生物群落中的重要性有关。此外，研究人员还发现了一些与人类和动物相关的病毒，如Gemykibivirus和Parvovirus NIH-CQV，这些病毒的存在可能对公共卫生构成威胁。

### 公共卫生影响与未来研究方向

研究结果表明，垃圾场关闭后，其对周围环境的影响可能仍然存在。特别是地下水中的病毒检测，提示了垃圾场对居民健康的潜在威胁。尽管研究中发现了一些可能的病原体，但这些病毒的存在并不一定意味着直接的健康风险，因此需要进一步的研究来明确其传播途径和感染潜力。

此外，本研究还指出了当前病毒多样性研究中的局限性。许多病毒序列无法被准确分类，这可能是由于参考数据库的不完善，或者是由于测序片段较小，难以提供足够的信息。因此，未来的研究应考虑采用更先进的测序技术，如长读长测序（long-read sequencing）或靶向病毒富集方法，以提高病毒分类的准确性。

本研究的结果也强调了在非规范垃圾填埋场附近进行长期病毒监测的重要性。由于这些区域缺乏有效的处理措施，病毒可能通过渗滤液持续传播，影响周围的生态环境和人类健康。因此，制定和实施针对这些区域的公共卫生政策，保护地下水资源，是当务之急。

### 研究的局限性与建议

尽管本研究提供了重要的信息，但也存在一些局限性。首先，由于垃圾场的非规范处理，其污染源的精确确定较为困难。其次，病毒的检测和分类仍然面临挑战，特别是在复杂环境中，病毒的丰度往往低于微生物DNA，这可能影响测序的敏感性和准确性。此外，样本的采集和处理过程中，可能受到多种因素的影响，如土壤类型、水体深度和流动方向等。

为了克服这些局限性，未来的研究所应考虑采用更全面的采样策略，包括对垃圾场及其周边环境的长期监测。同时，结合多种技术手段，如宏基因组测序和长读长测序，可以提高病毒分类的准确性。此外，研究还应关注病毒的传播路径和宿主范围，以更好地理解其对环境和人类健康的影响。

总之，本研究揭示了垃圾场关闭后，病毒在地下水和地表水中的持续存在和传播情况。这些发现不仅有助于理解非规范垃圾填埋场对环境和健康的影响，也为制定有效的公共卫生政策提供了科学依据。未来的研究应进一步探索病毒的传播机制和宿主范围，以全面评估其对人类健康的风险。