《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》：Impact of COVID-19 policy easing on the fate, removal and ecological risk of anti-epidemic pharmaceuticals in a typical WWTP in South China
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本研究聚焦新冠疫情“动态清零”政策终止后，中国抗疫药物消费模式的转变如何深刻影响其在污水处理厂（WWTP）中的归趋与生态风险。通过对东莞某典型AAO工艺污水处理厂在严控期（2022年9月）与政策放开后（2023年7月）的追踪监测，量化了30种靶向药物（包括抗病毒药、抗生素、抗真菌药和糖皮质激素）的浓度变化。研究发现，政策调整后进水药物谱系发生明显转移，抗病毒药利托那韦（RTV）浓度骤降95.5%，而阿奇霉素（AZM）、克林霉素（CLI）等抗生素显著增加1.6–5.3倍。药物在污水处理厂中的平均去除率从2022年的58.7%降至2023年的45.3%，这主要归因于进水浓度降低及药物从污泥中解吸增强。分子表征进一步揭示了厌氧缺氧池（AA）中类脂/蛋白溶解性有机物组分与药物去除密切相关。值得注意的是，即使政策放宽后，出水中的RTV和CLI仍持续构成高生态风险（RQ?>?1）。该结果为理解政策背景下药物环境行为机制、制定针对性策略以提升去除效率和降低生态风险提供了科学依据。
自2019年底新冠疫情爆发以来，全球范围内抗流行病药物（如抗病毒药、抗生素、糖皮质激素等）的广泛使用，对环境构成了前所未有的挑战。这些药物经人体代谢或不当处置后大量进入城市排水系统，污水处理厂作为拦截污染物的最后屏障，却面临着对这些新型污染物去除能力不足的困境。与此同时，各国的疫情防控政策因时、因地不断调整，例如中国在2022年12月将新冠病毒感染从“乙类甲管”调整为“乙类乙管”，这意味着诊疗模式、用药习惯乃至社会行为都发生了深刻变化。一个核心的“谜题”随之浮出水面：这场公共卫生政策的重大转向，如何改变了进入污水处理厂的药物“配方单”？污水处理厂这个庞大的“生物化工厂”，处理这些变化了的“原料”时，效率是提升了还是下降了？最终排出的“产品”（出水）对河流生态系统的威胁又发生了怎样的演变？为了解开这些环环相扣的问题，一篇发表在《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》上的研究，将目光投向了中国南方的东莞，对一座采用主流AAO（厌氧-缺氧-好氧）工艺的典型市政污水处理厂展开了长达一年的追踪“体检”。
研究人员开展这项研究的核心方法包括：追踪采样与精准分析。他们选择在严格管控期（2022年9月）和政策放开后感染率相对平稳期（2023年7月）两个关键时间点，在污水处理厂从进水到紫外线消毒出水的全流程采集水样。采样并非随意进行，而是严格依据各处理单元的水力停留时间（HRT）进行，确保追踪的是同一批“水团”在系统中的命运。对水样的分析采用了 UPLC-MS/MS（超高效液相色谱-串联质谱）技术，精准定量了涵盖抗病毒药、抗生素（氟喹诺酮类、大环内酯类等）、抗真菌药、糖皮质激素和祛痰药共5大类30种靶向药物。为了探究影响药物去除的关键环境因子，研究还运用了三维荧光光谱与 PARAFAC（平行因子分析）来解析溶解性有机物（DOM）的荧光组分，并采用超高分辨率的 FT-ICR-MS（傅里叶变换离子回旋共振质谱）对DOM进行了分子层面的“指纹”鉴定。
3.1. 新冠疫情管控前后进水中的抗流行病药物赋存特征
研究发现，政策调整显著改变了进入污水处理厂的药物“配方”。2022年严格管控期，30种靶向药物全部检出，总浓度为3993?ng/L。到了2023年政策放开后，总浓度下降至2862?ng/L，但不同类别药物变化趋势截然不同，呈现“此消彼长”的格局。以抗病毒药利托那韦（RTV）为例，其浓度从2022年的1051?ng/L急剧下降95.5%至2023年的47.7?ng/L。与之形成鲜明对比的是，以阿奇霉素（AZM）、克林霉素（CLI）为代表的抗生素浓度则大幅上升，分别增加了1.6倍和5.3倍。这反映了临床用药从疫情期间依赖特定抗病毒药，转向后疫情时代应对常见呼吸道感染的常规抗生素的明显趋势。研究将此归因于“免疫负债”效应，即长期社交隔离导致人群对肺炎链球菌等常见病原体的免疫力下降，从而引发了相关感染病例的增加。
3.2. 新冠疫情管控前后抗流行病药物的总体去除效率
尽管进水总浓度下降，但污水处理厂对药物的整体去除能力在2023年反而有所降低。平均去除率从2022年的58.7%（排除RTV的极端负去除）下降至2023年的45.3%。不同药物去除率差异巨大，显示出其依赖于分子特性。例如，氟喹诺酮类抗生素（QNs）和糖皮质激素（GCs）的去除率较高，而克林霉素（CLI）和抗真菌药氟康唑（FLU）则表现出顽固性，去除效率很低甚至为负值。负去除现象（即出水中浓度高于进水）尤其值得关注，在2023年变得更为普遍，研究人员认为这可能与进水浓度降低后，吸附在污泥上的药物发生解吸、重新释放回水体有关。
3.3. 污水处理单元中的药物去除过程
研究深入剖析了药物在AAO工艺各单元中的“旅行”轨迹。初级沉淀池（PC）的去除贡献有限（约12-15%），且2023年出现负去除的药物数量增加。真正的主力军是AAO生物反应器。在厌氧缺氧池（AA）中，2022年取得了36.6%的去除率，但2023年其去除贡献大幅下降至-54.6%，这可能与进水浓度降低影响了吸附和生物降解的驱动力有关。此时，好氧池（OX）在2023年“挺身而出”，承担了主要的去除任务（52.3%），补偿了前端处理的不足，这凸显了氧化还原条件对某些药物生物降解的重要性。而后续的二级沉淀池（SC）和紫外线消毒池（UV）对药物的去除贡献微乎其微，甚至普遍表现为负去除，表明常规工艺的末端单元对这些新兴污染物几乎无效。
3.4. 溶解性有机物与抗流行病药物在污水处理厂中的去除关系
溶解性有机物（DOM）被证明是调控药物环境行为的关键“配角”。通过先进的分子表征技术，研究发现进水中DOM主要由类脂、蛋白质和木质素类物质组成。在厌氧缺氧池（AA）处理过程中，DOM发生了显著的微生物转化，类脂和蛋白质组分减少，而更复杂、更稳定的木质素类物质相对富集。相关性分析揭示了一个有趣的现象：在AA池中，类脂和蛋白质样的DOM组分与多种药物（如抗病毒药阿比朵尔、洛匹那韦，氟喹诺酮类抗生素等）的浓度呈显著正相关。这意味着这些易生物降解的DOM可能通过与药物结合形成聚集体促进其吸附，或作为共代谢底物助力微生物降解药物。反之，芳香性高的木质素类DOM则与药物去除呈负相关，可能通过竞争吸附位点而抑制去除。
3.5. 污水处理厂出水中抗流行病药物的生态风险
研究的最终落脚点是对环境安全的评估。利用风险商值法（RQ）进行评估后发现，即使在政策放宽、浓度大幅降低后，出水中残留的某些药物仍对受纳水体构成不容忽视的威胁。抗病毒药利托那韦（RTV）因其极高的生物毒性，在2022年和2023年均处于高风险水平（RQ > 1）。抗生素克林霉素（CLI）也持续表现出高风险。此外，阿奇霉素（AZM）、甲氧苄啶（TMP）等药物处于中等风险水平。这些结果表明，即便新冠疫情高峰已过，由抗疫药物带来的次生环境风险并未随之消失，特别是那些难降解、高毒性的药物，仍需持续关注。
综合以上结果，本研究得出结论：中国疫情防控政策的重大调整直接驱动了进入污水处理厂的药物谱系从“抗疫特需”向“常规感染用药”转变。然而，面对变化了的污染物“输入”，传统的AAO污水处理工艺表现出适应性的不足，整体去除效率有所下降，且工艺单元间的去除贡献发生了动态调整。溶解性有机物（DOM）的组成，特别是类脂和蛋白质样组分的多寡，是影响厌氧缺氧池药物去除效率的关键协变量。最终，利托那韦（RTV）和克林霉素（CLI）被识别为需要优先管控的高生态风险残留药物。这项研究的重要意义在于，它首次系统地揭示了重大公共卫生政策转型期，新型污染物在环境工程系统中的连锁响应机制。它不仅为污水处理厂在应对突发公共卫生事件时优化运行策略、实施靶向监控提供了直接的科学依据，也提醒环境管理者，后疫情时代的水环境安全需要关注由“免疫负债”等效应引发的、长期的、变化的药物污染问题。研究提出的通过调控DOM组成来增强生物处理效能的思路，也为未来开发更具韧性的污水处理技术提供了新的潜在方向。
