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本文聚焦垃圾填埋渗滤液，综述了其中抗生素和非抗生素污染物的污染现状、相互作用等。渗滤液成分复杂，含抗生素（ARGs）、重金属等。这些污染物相互作用，影响微生物群落和抗生素耐药性，威胁生态平衡，对其研究可为废物管理和抗生素风险控制提供参考。
1. 引言
卫生填埋是处理城市固体废物（MSW）的主要方式，每年处理约 3.5 亿吨垃圾。垃圾成分复杂，包含药品和个人护理产品（PPCPs）等。垃圾填埋渗滤液含有大量有机污染物、重金属和新兴污染物如抗生素和抗生素耐药基因（ARGs），这些物质会影响周围环境的微生物平衡。
在垃圾填埋渗滤液中，抗生素和非抗生素物质共存，相互作用影响污染物迁移、转化和微生物群落动态。非抗生素物质如重金属、内分泌干扰物和有机污染物，可与抗生素发生物理、化学或生物相互作用，改变抗生素的理化性质，其环境影响具有不确定性。
细菌长期暴露于渗滤液中的残留抗生素会产生耐药性，这种耐药菌可传播到更广泛的生态系统，增加环境健康风险。目前对耐药性发展和传播机制的研究仍有待深入，且非抗生素因素对耐药性的影响也日益受到关注。本综述旨在总结垃圾填埋场中抗生素和非抗生素的研究进展，分析其对微生物抗生素敏感性的影响，强调二者联合效应的重要性，为废物管理和抗生素风险控制提供新视角。
2. 渗滤液中的抗生素
2.1 抗生素残留
人类医疗和畜牧业对抗生素的过度使用，以及过期抗生素的不当处置，导致环境中广泛存在抗生素残留。在垃圾填埋渗滤液中，抗生素浓度可达 μg/L 至 mg/L 水平。通过系统分析，确定了渗滤液中最常检测到的 8 种抗生素，包括红霉素 - H2O（ETM）、罗红霉素（RTM）等。
抗生素残留浓度受多种因素影响，如填埋位置、季节气候、固体废物组成、渗滤液老化程度、处理工艺以及当地社会经济和文化环境等。不同地区抗生素总浓度差异显著，经济发达地区通常残留水平较高，且季节性变化会导致浓度波动，随着填埋时间增加，抗生素总浓度会下降。此外，残留抗生素类型因地区生活标准、用药习惯等而异，其对微生物群落组成有显著影响，同时需密切关注抗生素残留浓度与半最大效应浓度（EC50）的关系，因其会影响生态系统平衡。
2.2 残留抗生素的环境影响
环境暴露于抗生素会对人类微生物组产生长期累积效应，导致生物累积和食物链中的生物放大，增强病原体耐药性，抑制有益益生菌生长。细菌在环境中常接触到亚抑制浓度的抗生素，这可能通过群体感应机制刺激微生物群落间的相互作用，改变生物膜形成、群体感应、细菌内毒素产生和基因表达。抗生素的高毒性会破坏微生物生态平衡，导致 “超级细菌” 出现，增加医疗成本。
此外，垃圾填埋渗滤液中的抗生素可通过垂直渗透、地表径流、二次扩散和气溶胶传输等途径迁移扩散，威胁环境安全。其中，抗生素迁移到地下水的过程最难检测，且受多种因素影响，如垃圾类型和数量、场地几何形状、地下物理条件和水文地质特征等。地下水污染可发生在填埋场 1 公里范围内，垃圾填埋渗滤液是地下水新兴污染物的关键来源。目前对渗滤液中抗生素从释放到迁移转化的跟踪不足，了解其时空动态对水资源风险管理至关重要。
抗生素的选择性压力是耐药菌出现的主要驱动力，持续的亚 MIC 水平抗生素压力可导致野生型细菌产生耐药性。抗生素残留还会破坏土壤中环境细菌群落平衡，影响土壤生态系统功能，其潜在的基因毒性会影响生态系统各营养级，存在重大生态风险。
3. 渗滤液中典型非抗生素物质的生态风险评估
垃圾填埋场处理的固体废物成分复杂，渗滤液除含抗生素外，还含有微纳米塑料、溶解有机物（DOM）、重金属和非抗生素药物等。这些污染物毒性高，具有致癌致畸性，会对环境健康和生态系统造成负面影响。
重金属在垃圾填埋渗滤液中浓度较高，其毒性取决于环境条件，常以多种形式存在，不同形态影响其环境行为。微纳米塑料是塑料垃圾在填埋场降解的最终产物，平均丰度为 196.3 items/L，其独特化学性质使其易吸附其他污染物，影响土壤微生物群落和生物正常生理过程。DOM 在环境生物化学和地球化学中起关键作用，在渗滤液中会发生腐殖化，影响抗生素和重金属的多种环境过程。非抗生素药物作为 PPCPs 的重要组成部分，其污染常被忽视，但部分药物环境浓度较高，值得关注。
由于渗滤液成分复杂，传统的渗滤液污染指数（LPI）可能无法准确反映其实际影响。修订后的 LPI 结合先进检测技术和多维评估模型，能更全面地评估污染物的环境影响和生态风险，尤其在考虑非抗生素残留对 ARGs 的影响方面具有重要意义。
4. 垃圾填埋渗滤液中抗生素和非抗生素的复杂微观世界
4.1 复杂污染物的时空趋势
垃圾填埋渗滤液因固体废物源头分离不充分而成分复杂，形成独特微环境。其污染物会影响其他残留污染物的环境行为，进而影响周围环境微生物群落结构。渗滤液成分在时空上变化显著，填埋场年龄是决定渗滤液成分的主要时间因素，不同年龄填埋场渗滤液微生物群落结构不同，污染物降解和迁移状态也存在差异。同时，渗滤液的环境毒性随季节和气候变化波动，随着填埋时间增加，渗滤液成分浓度降低。
垃圾填埋渗滤液对地下水保护存在潜在威胁，随着填埋场使用，废物沉降和化学腐蚀可能导致渗漏，污染地下水。现有研究虽提出了分析污染物迁移扩散的模型，但缺乏适用于每种污染物或整个渗滤液微环境的特定模型，这些污染物迁移仍会对与地下水相关的生态系统构成风险。
4.2 垃圾填埋渗滤液主要成分间的相互作用
垃圾填埋渗滤液成分复杂，各成分易发生形态转变，相互作用会产生新的、毒性更高且环境持久性更强的物质，增加环境风险。
重金属可与 DOM 中的蛋白质、酚类和羧基结合形成复合物，影响相关颗粒物的吸附和聚集行为。抗生素能与金属离子形成复合物，改变自身化学性质、迁移转化过程和生态毒理响应。微纳米塑料常作为污染物迁移和吸附的载体，老化后其吸附能力增强，但会降低抗生素生物利用度，不过也能降低污染物急性环境风险。
DOM 可促进重金属形态转化，影响抗生素和重金属的多种环境过程，如与四环素结合影响其细胞内扩散，增强土霉素积累，促进某些抗生素间接光降解。非抗生素药物与抗生素共存时，可改变抗生素结构，影响其生物利用度，二者联合使用在临床上可能增强抗生素疗效，但在渗滤液中对抗生素降解的影响尚不清楚。
5. 渗滤液复杂微环境中抗生素耐药性未来研究挑战
垃圾填埋渗滤液的复杂微环境导致微生物群落结构独特，其中抗生素和耐药菌的存在会影响渗滤液分析处理和生态平衡，研究渗滤液中的抗生素耐药性至关重要，也是未来研究的挑战。
5.1 微生物对抗生素存在的反应
抗生素通过一系列复杂途径发挥抗菌作用，包括与细菌细胞表面结合、穿过细胞膜进入细胞质，与细胞内生物分子相互作用，抑制蛋白质或核酸合成，影响细菌生存和生长。在这个过程中，任何环节受阻都可能导致抗生素耐药性产生。
垃圾填埋渗滤液为微生物提供了含抗生素的天然培养基，在抗生素持续选择压力下，细菌耐药性进化不可避免，不仅会产生可遗传的耐药性，还会加速 ARGs 在自然环境中的水平转移。细菌产生耐药性的机制多样，如产生抗生素修饰酶、修饰或保护抗生素靶点、出现靶点功能冗余、改变细胞膜结构和利用外排泵排出抗生素等。
此外，还存在 collateral sensitivity 现象，即对一种抗生素的耐药性有时会导致对另一种抗生素的敏感性增加。环境压力如长期低浓度抗生素暴露、重金属污染和营养缺乏等共同影响微生物群落，促进抗生素耐药性发展，但目前对相关研究较少，且非抗生素物质与抗生素的交叉相互作用增加了耐药性问题的复杂性。
5.2 非抗生素物质对抗生素耐药性发展的影响
研究非抗生素物质对 ARGs 形成的影响，有助于预测耐药性传播和加强环境治理风险管理。
微纳米塑料可改变细菌细胞膜通透性，影响抗生素进入细胞，还能通过刺激基因突变促进耐药菌出现和增殖，塑料添加剂可促进耐药菌生物膜形成，增强耐药性。
重金属对微生物有毒性，细菌进化出的金属耐受机制可延伸至对抗生素的交叉耐药。例如，多种研究表明，在重金属污染的水生环境中，细菌常同时对重金属和某些抗生素具有耐受性。不同重金属纳米颗粒会使细菌发生形态变化，增强对某些抗生素的耐药性，环境微纳米颗粒还可诱导细菌应激反应，降低抗生素杀菌效果。
非抗生素药物也可改变耐药菌出现的速率，如某些药物可增强细菌 SOS 反应、外排泵表达和应激水平，降低细菌对抗菌药物的敏感性，引发对抗生素的交叉耐药。
5.3 非抗生素和抗生素物质的联合效应
垃圾填埋渗滤液环境复杂，研究其对抗生素敏感性的复合效应具有挑战性。以往研究多关注单一因素，未来应整合污染物成分与微生物群落结构变化，探索其复合效应的生态风险。
研究发现，交替暴露于环丙沙星和银纳米颗粒下，大肠杆菌未产生耐药性；同时暴露于四环素和铜离子下，大肠杆菌会发生耐药基因突变。金属离子可使多种抗生素降解或抗菌活性降低。非抗生素药物与抗生素联合暴露对耐药性的影响复杂，如某些组合可促进耐药性发展，而另一些则可能缓解或逆转耐药性。非甾体抗炎药（NSAIDs）与抗生素联合使用时，既有协同抗菌作用，也可能诱导细菌抗生素耐药性增强。
DOM 与抗生素共存时，可改变抗生素可用性，增强微生物活性，减轻抗生素对微生物群落结构的影响，有助于延缓耐药性发展。微纳米塑料吸附抗生素后，会产生联合毒性，破坏微生物群落平衡，促进耐药性发展和传播。目前相关研究多集中于两种污染物联合效应，对多种污染物共存的实际渗滤液环境研究不足，需进一步深入探索。
6. 结论与展望
随着全球人口增长和消费增加，垃圾填埋渗滤液处理需求增大。渗滤液中抗生素残留是重要环境压力源，可能驱动环境微生物产生 ARGs，威胁人类健康和生态平衡。渗滤液中多种物质与抗生素相互作用，影响微生物耐药性，带来环境和公共卫生风险。研究这些影响需要综合投入，合理分配成本，为政策制定和环境管理提供支持。
未来研究方向包括：重视 ARGs 和抗生素耐药性的环境健康风险，将其纳入渗滤液污染风险评估标准；考虑实际渗滤液复杂性，研究非抗生素物质诱导细菌耐药性的机制；关注多种污染物联合效应的环境健康风险，利用机器学习等技术解析复杂相互作用；评估渗滤液污染物对地下水和土壤中野生型细菌耐药性的影响，建立多维环境健康风险评估体系。
