背景介绍

近年来，党中央国务院高度重视新污染物治理工作，习近平总书记提出要把新污染物治理作为国家基础研究和科技创新重点领域。我国是抗生素生产和使用大国，抗生素被首批列入国家重点管控新污染物清单。因此，探究抗生素耐药基因（ARGs）在环境水体传播行为的主要驱动模式，解析ARGs环境风险放大机制，是开展抗生素类新污染物环境风险管控工作的前沿问题与重要挑战，具有重要的理论价值和实际意义。王娜研究员带领团队深耕该研究方向，近期产出系列研究成果，发表于环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology和Water Research。

系列成果一

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.5c01335

本研究揭示了污水排放中微塑料（MPs）与ARGs的复合污染特征，证实纤维状和碎片状MPs通过构建保护性微环境、促进胞内耐药基因（iARGs）增殖及介导胞外耐药基因（eARGs）转化，成为ARGs和耐药菌（ARB）传播的关键载体。初步探讨了污水处理厂受纳水体塑料际中ARGs的污染特征，为水环境中ARGs污染水平评估提供参考依据。并识别出3种与纤维状和碎片状MPs显著相关的高风险耐药菌。这些发现凸显了加强污水处理厂MPs排放管控的紧迫性，对防范水环境抗生素耐药性传播具有重要指导意义。相关研究成果发表在环境科学领域国际顶级期刊Environmental Science & Technology（封面论文）。

系列成果二

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.5c18221 

本研究系统揭示了污水处理过程中微塑料与ARGs的协同作用机制，证实碎片状微塑料通过构建保护性微环境、选择性富集耐药菌、驱动ARGs增殖与转化，成为耐药传播的关键载体。研究首次建立了污水处理厂塑料际中ARGs的污染基线，识别出其中潜在的高风险耐药指示菌——不动杆菌属，为污水厂耐药性精准防控提供了科学依据。这些发现凸显了加强微塑料与ARGs协同管控的紧迫性，对防范水环境抗生素耐药性传播具有重要指导意义。

系列成果三

DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124803

本研究聚焦长江下游集约化畜禽养殖区，利用宏基因组深度测序构建了“ARGs-宿主微生物-移动遗传元件”高分辨率丰度矩阵，从空间异质性、驱动机制到生态演变，多维度解析了受纳河流中ARGs的归趋，阐明了养殖业周边环境ARGs风险与传播的生境差异，证实了其排放驱动的异质性选择是ARGs非随机演替的核心机制，为流域耐药性污染控制提供了科学依据。

系列成果四

DOI: 10.1016/j.watres.2024.122444

本研究聚焦抗生素制药废水处理系统以及受纳河水体ARGs的归趋、传播及相关风险，研究结果揭示了在不同抗生素浓度梯度下ARGs、微生物组和移动遗传元件的存在特征以及ARGs的传递机制。另一方面，研究结果强调了从制药厂废水处理设施向污水处理厂过渡的潜在风险，引发对高浓度抗生素工业废水和生活污水混合处理导致风险放大的担忧，研究结果将为优化废水处理实践以更好地遏制抗生素耐药传播提供重要支撑，基于此提交的政策建议获得部长批示。

结论与展望

该系列研究通过国家重点研发计划项目“水环境抗生素污染防控NQI关键技术集成与应用示范”的资助，在抗生素污染重点行业开展了多界面、多过程、多要素研究，系统揭示了重点行业废水ARGs传播行为主要驱动模式，构建了新污染物抗生素环境风险识别与评估的新理论方法和路径，为抗生素类新污染物的环境风险管控提供了重要的技术支撑。