水环境中的抗菌素耐药性与微塑料：泰国的发生情况与策略

《Journal of Hazardous Materials Advances》：Antimicrobial resistance and microplastics in the water environment: Occurrence and strategies in Thailand

　　

新兴微量污染物（Emerging Micropollutants, EMPs），如抗生素、抗菌素耐药性（Antimicrobial Resistance, AMR）和微塑料，广泛存在于泰国水环境中。然而，关于其分布的综合性综述有限，加强环境缓解的监管框架也尚未完善。为填补这些空白，本综述总结了EMPs在泰国的影响、现状、监管框架及政策建议。EMPs影响生态功能、人类健康和经济。近期，研究人员确定了八类目标药物组用于废水控制：氨基糖苷类（aminoglycosides）、β-内酰胺类（beta-lactams）、头孢菌素类（cephalosporins）、大环内酯类（macrolides）、四环素类（tetracyclines）、喹诺酮类（quinolones）、磺胺类（sulfonamides）和多肽类（polypeptides）。2024年，鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）和肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）对碳青霉烯类药物的耐药性显著增加。国家抗菌素耐药性监测中心（National Antimicrobial Resistance Surveillance Center, NARST）已将四类AMR组列为优先关注对象：碳青霉烯耐药肠杆菌科（carbapenem-resistant Enterobacteriaceae）、万古霉素耐药肠球菌（vancomycin-resistant Enterococcus）、甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus）和黏菌素耐药肠杆菌科（colistin-resistant Enterobacteriaceae）。在水源中，环丙沙星（ciprofloxacin）和四环素（tetracycline）是最常检测到的抗生素。最常见的抗生素耐药菌为肺炎克雷伯菌（11.7–87.5%）、大肠杆菌（Escherichia coli）（6.7–24.9%）和鲍曼不动杆菌（2.7–6.7%）。常见耐药基因包括β-内酰胺类（bla_NDM、bla_TEM、bla_VIM）、1类整合子（intI1）、黏菌素类（mcr-1）、磺胺类（sul1、sul2）和四环素类（tetQ、tet32）。微塑料在各种水体中被检出，并在处理后的饮用水中仍以22 ± 18个/L的浓度残留，表明水处理过程中去除不彻底，引发了对人类潜在暴露的担忧。此外，研究人员还讨论了EMPs的处理方案和政策建议。从实际角度看，所得结果实质上增加了国内对EMPs的认识，并为解决全球水环境面临的差距开发了重要解决方案。

**1. 引言**
研究人员指出，为改善水质，需减少污染、消除倾倒、最小化有害化学品释放、将未处理废水减半并增加安全回用，这与可持续发展目标6（SDG 6）一致。新兴微量污染物（EMPs），特别是抗生素，因在医药、工业、水产养殖和农业中的广泛使用而成为水质量威胁，其存在使细菌成为抗生素耐药基因（ARGs）的储库并促进传播，导致抗菌素耐药性（AMR）、抗生素耐药菌（ARB）和ARGs在环境中检出，对公共卫生和生态造成风险。塑料制品的大量使用导致塑料废物进入水环境，塑料碎片通过降解形成微塑料（MPs），为微生物提供栖息地并吸附有机污染物。在水生态系统中，微生物群落可在塑料表面定植并形成生物膜（即“塑料圈”），其中ARGs的丰度通常高于周围水体和沉积物，且MPs上ARB的数量可比周围水体高100-5000倍。MPs作为水平基因转移的“热点”，通过促进细菌间基因交换增强ARGs传播。环境因素对微生物群落的影响强于聚合物类型，且表面化学性质（如疏水性）影响ARGs携带菌的附着。风化作用可增加MPs上ARGs丰度，但颗粒大小与ARGs多样性无显著关联。在发达国家，关于EMPs相互作用的数据较多，但在低收入和中等收入国家信息有限。泰国水环境中EMPs的发生情况尚未被全面综述，因此亟需系统回顾，以制定管理策略。
**2. 文献检索与数据处理**
研究人员在ScienceDirect、PubMed、Scopus和Google Scholar等数据库中进行全面检索，覆盖1981至2025年文献，重点关注泰国2020-2025年证据。主要检索词为“抗生素耐药性（antibiotic resistance）或抗菌素耐药性（antimicrobial resistance）或微塑料（microplastic）和水源（water source）和泰国（Thailand）”，共筛选出224篇相关同行评审论文，并采用PRISMA流程图展示选择过程。纳入标准包括：报告原始数据（抗生素、ARB、ARGs或MPs在环境中发生情况）、在泰国进行的研究（归类为第1组），以及提供背景证据（如其他国家的处理技术或法规，归类为第2组）。排除标准包括：非原创出版物、仅涉及土壤或空气等非水基质、重复数据。质量评估采用四项标准：研究目标与设计清晰度、采样与分析方法的适当性（如qPCR、LC-MS/MS、FTIR）、数据报告完整性（包括浓度单位、检测限、样本量）以及发表可信度（索引于主要数据库）。此外，纳入泰国官方报告（如卫生部、疾病控制厅等）和国际组织（如WHO、UN）文件，以加强政策讨论。
**3. 新兴微量污染物（EMPs）及其影响**
EMPs是当前使用并释放到环境中的有机化合物，不同于常规污染物，它们未被常规监测或监管，需要持续研究。EMPs因其独特毒性、环境行为和处理要求而构成风险。这些污染物已在多种水环境中检出，包括地下水、地表水、废水和饮用水。欧盟已识别242种关注化学物质，约70%为药品（包括抗生素、类固醇、镇痛药等），30%为工业物质（如内分泌干扰化学物EDCs、农药、全氟化合物PFCs等）。EMPs在环境中的转化和归趋复杂，例如PFCs易形成持久性磺酸盐和羧酸盐，药品以原形或代谢物形式排泄进入地表水。抗生素浓度在某些河流中超出“安全”水平多达300倍，AMR对全球健康、粮食生产和安全构成重大威胁。抗生素影响生物多样性，改变细菌群落结构，刺激ARB和ARGs的广泛丰度，并增加病原体多样性。EMPs通过毒性、内分泌干扰、抗生素耐药性等对环境和人类健康构成风险，暴露途径包括污染水或食物摄入、吸入和皮肤接触。经济方面，EMPs污染导致管理成本上升，且传统污水处理厂（WWTPs）去除效率低，需要先进技术，但中低收入国家应用面临挑战。
**4. 泰国EMPs现状**
2016-2023年，67个国家抗生素消费量增加16.3%，其中泰国在中高收入国家中增幅最大，达122.8%。预计2030年全球消费量将增加52.3%。泰国One Health 2021报告显示，人类最常消耗的十种抗菌药物包括阿莫西林、四环素等。泰国卫生部已确定八类目标药物组用于医院废水耐药性监测：氨基糖苷类、β-内酰胺类、头孢菌素类、大环内酯类、四环素类、喹诺酮类、磺胺类和多肽类。当前AMR形势严峻，如鲍曼不动杆菌对碳青霉烯耐药率从2000年14.4%升至2024年75.3%，肺炎克雷伯菌从0.4%升至21.1%。NARST持续监测四类耐药菌：碳青霉烯耐药肠杆菌科（CRE）、万古霉素耐药肠球菌（VRE）、甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌（MRSA）和黏菌素耐药肠杆菌科（CoRE）。泰国海洋塑料垃圾清理活动收集近40吨，MPs在生物体（甲壳类、软体动物、鱼类）和环境基质（废水、淡水、海水）中均有检出，废水生态风险指数因聚氨酯（PUR）MPs主导而被评为高风险。
**5. EMPs的发生情况**
**5.1 抗生素污染来源**：抗生素污染来源分为四类：医院废水（HWWs）、市政废水（MWWs）、水产养殖废水及农业和畜牧业废水。医院废水质量受床位数量、医院年龄、服务类型等因素影响，不同季节去除效率有差异；市政废水因人类和兽医用抗生素以非代谢形式排泄而入汇；水产养殖中抗生素用于预防、治疗疾病及促进生长；畜牧业中粪肥施用导致土壤和水体污染，农药也具抗菌特性并增加AMR风险。
**5.2 抗生素**：泰国水环境中抗生素残留数据显示，医院和社区是主要污染源，检测到多种抗生素。最常检测到的三种抗生素为环丙沙星（9.28-24,000 ng/L）、四环素（109-3,322 ng/L）和阿莫西林（45-4,004 ng/L）。市政废水中环丙沙星和磺胺甲噁唑最常见；畜牧业中四环素类（5.25-892.25 μg/L）和泰妙菌素类（360.52-402.29 μg/L）检出；水产养殖中恩诺沙星和土霉素在罗非鱼养殖中检出，亚胺培南和四环素在虾类养殖中检出。沉积物中环丙沙星、诺氟沙星和氧氟沙星浓度最高。与东南亚其他国家相比，检测结果一致，环丙沙星和四环素最普遍。影响因素包括人口增长、制药业向亚洲转移及WWTPs去除效率低。
**5.3 抗生素耐药菌（ARB）**：泰国水源中耐药菌最常在医院废水检出，前三位为肺炎克雷伯菌（11.7-87.5%）、大肠杆菌（6.7-24.9%）和鲍曼不动杆菌（2.7-6.7%）。其他细菌如肠球菌属、链球菌属等对多种抗生素耐药。运河和河流中沙门菌属和大肠杆菌常见，且多为多重耐药（MDR）菌株（45.3-75.9%）。海水中副溶血弧菌对氨苄西林、链霉素和磺胺类药物耐药率高。水产养殖中也发现耐药副溶血弧菌。这些菌种与WHO重点病原体清单及泰国疾病控制厅预警信号一致。全球AMR监测系统（GLASS）数据显示，东南亚地区大肠杆菌和肺炎克雷伯菌对氟喹诺酮类和第三代头孢菌素耐药最常见，与本研究结果相符。
**5.4 抗生素耐药基因（ARGs）**：泰国水环境中ARGs最常检出包括β-内酰胺类（bla_NDM、bla_TEM、bla_VIM）、1类整合子（intI1）、黏菌素（mcr-1）、磺胺类（sul1、sul2）和四环素类（tetQ、tet32）。医院WWTPs中intI1浓度最高（9.9 log₁₀ copies/100mL），其次为bla_VIM和bla_TEM。热带城市流域的WWTPs进水和出水中intI1、bla_TEM和sul1最丰富。海洋海滩水中intI1、bla_VIM和tetQ检出。养殖废水和河流中sul1、sul2、sul3和tetM常见，且淡水中含量高于海水。与东南亚其他国家比较，ARGs类型相似，浓度范围相当。医院废水中β-内酰胺酶基因普遍，如越南检出bla_NDM、bla_TEM、bla_VIM；新加坡bla_NDM和bla_KPC流行。黏菌素耐药mcr-1基因在东南亚广泛传播，WWTPs是关键热点。
**5.5 微塑料（MPs）**：泰国市政废水系统中MPs浓度在进水高于出水，如0.42-2.69个/L进水和0.27-0.80个/L出水，低于其他发展中国家。医院废水和污泥中MPs浓度分别为2.0±0.7个/L（进水）和0.45±0.04个/L（出水），污泥中70±23个/L。纺织工业废水中MPs为0.17个/L（上游）和0.12个/L（下游）。河流系统中，湄南河平均MPs浓度为4.03±3.85个/L，纤维和碎片为主，受城市化影响显著。与东南亚及国际比较，泰国河流MPs水平低于中国、韩国等，但高于部分欧洲河流。饮用水中，处理后水仍含MPs，旱季22±18个/L，雨季14±8个/L，主要聚合物为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），去除效率75-81%，低于发达国家，且管网中可能因二次污染增加。
**6. 创新、监管框架与挑战**
**6.1 EMPs去除创新技术**：废水处理技术分为常规方法（如混凝、沉淀、活性污泥）和高级方法（如反渗透、膜过滤、光解）。生物处理法（如细菌、真菌、藻类）被认为环境可持续且成本有效。不同技术对EMPs去除效率为30-100%，如四环素通过活性污泥法去除67.9-100%，高级氧化法（AOPs）去除86-100%；膜生物反应器（MBR）对组合污染物（抗生素、ARGs、MPs）去除61.8-100%；膜过滤去除66.5-99.8%。
**6.2 监管框架与挑战**：泰国现有法规（如《国家环境质量促进与保护法》等）对常规水质参数有效，但对EMPs（如抗生素、AMR、MPs）不适用，缺乏可执行标准。监管盲点体现在无抗生素残留阈值、无ARB/ARGs环境指标、无MPs标准化监测指标。尽管泰国采纳了《国家抗菌素耐药性行动计划（2023-2027）》和One Health框架，但实施偏重人类和动物健康，环境途径（如废水系统）整合不足。技术挑战包括缺乏标准化分析方法、有限实验室能力；财务和基础设施限制导致多数WWTPs仅二级处理，无法有效去除EMPs；机构碎片化导致多部门协调不足；执法不均衡。与国际对比，欧盟通过水框架指令（WFD）和药品环境战略方法实施前瞻性监管；WHO One Health全球行动计划强调环境监测；美国EPA通过候选污染物清单（CCL）和未受管制污染物监测规则（UCMR）进行数据驱动监管；而泰国缺乏生命周期策略和自适应监测机制。全球塑料治理方面，UNEP推动塑料条约，泰国虽有塑料废物管理路线图（2018-2030），但主要聚焦大塑料，MPs监测和风险控制未充分整合。
**7. 结论与未来展望**
水环境中EMPs是多样化污染物，虽研究增多但缺乏明确监管，导致长期生态和健康风险。尽管泰国建立了NARST监测框架并控制八类目标药物组，但耐药病原体（如鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌）仍在增加，MPs在水生态系统中仍为关键问题。为有效管理AMR和抗生素污染，提出六项策略：建立监测系统、严格处方法律、设定环境标准、提高公众意识、加强One Health实施、促进技术创新。为管理MPs，提出六项策略：增强监测、制定全面法规、加强执法、改进WWTPs性能、提高公众意识、支持研究与创新。泰国需为不同部门制定具体框架、标准和指南，通过多部门方法应对EMPs挑战。