【摘要】 抗生素和微塑料之间的相互作用形成了复合污染，对生物造成潜在的不利影响。

目前，抗生素和微塑料是广泛存在于水环境中的两种新兴污染物。抗生素和微塑料之间的相互作用形成了复合污染，对生物造成潜在的不利影响。微塑料由于其富集抗生素的能力，受到了学术界的极大关注。Wei[1]等人系统综述了微塑料与抗生素的相互作用以及微生物中耐药基因的研究进展。

 

此外，还介绍了复合污染物对环境的影响。除水介质外，还对土壤中的复合污染进行了描述，对复合污染物的吸附-解吸过程有了更深入的了解。并从不同的相互作用和分子效应方面综述了抗生素与微塑料的作用机理。通过对微塑料形成的耐药生态系统的充分认识，为复合污染提供了未来的研究方向和解决方案

 

2000年至2015年期间，70多个国家的人均抗生素日消费量从211亿剂增加到348亿剂。由于滥用抗生素治疗常见病，导致不必要的抗生素消耗严重增加。如果目前的情况保持不变，预计到2030年，每个成年人的抗生素日消费量将达到1260亿剂。然而，30%-90%的抗生素最终会以原料或代谢物的形式释放到环境中，对生态系统构成风险。抗生素主要是化学合成的，在人体内积累会引起过敏反应和器官损伤。

 

如今，抗生素已广泛存在于水、土壤和沉积物中。与土壤相比，抗生素污染在水体中更为常见，因为医疗和生活垃圾主要排入河流，然后进入水环境。另一种新出现的污染物，微塑料，与抗生素有类似的迁移途径。这两种物质在水生环境中不可避免地会相互吸附共存。

 

研究抗生素与微塑料的相互作用有助于了解其迁移转化过程，对复合污染的防治具有重要意义。吸附是微塑料与抗生素相互作用的最重要途径，淡水系统中不同类型的微塑料可吸附不同的抗生素。抗生素和微塑料在水环境中共存，对水生生物产生综合影响，微生物中含有化学毒性和抗生素耐药性。在水生环境中，微塑料可以吸附多氯联苯、三氯乙烷等有机物质。同样，作为抗生素的载体，微塑料也可以改变单个微塑料或抗生素的毒性。微塑性改变了抗生素的富集，使其浓度急剧升高。

 

图1. ． 环境中微塑料和抗生素之间的相互作用。[1]

 

在塑料的使用中，大量难以降解的小碎片或颗粒。通常，尺寸小于5毫米的塑料被称为微塑料，而尺寸为纳米（1纳米- 100纳米）的塑料被称为纳米塑料。微塑料极易在短时间内随着水或空气的流动而大规模扩散，对水环境和生物造成影响。目前，在海洋、土壤、空气等环境中都发现了微塑料的存在，其中水环境是微塑料污染的重灾区。

 

微塑料在生物体内富集和积累的风险，以及装载在其表面的其他污染物对生态环境的影响仍然非常有限。微塑料除了在迁移过程中释放增塑剂等化学物质外，还对水中的抗生素、重金属离子等有机污染物有富集作用，造成复合污染问题。微/中塑料是严重影响陆地生态系统的环境持久性污染物，对生物和化学特性产生不利影响，导致营养循环发生变化。目前对其机理的研究取得了一定的进展。然而，在复杂污染物在人体内的转化、抗生素-微塑料污染的有效治理等方面仍存在研究空白。

 

图2.抗生素-微塑料复合污染物的分布与迁移路径。[1]

 

该文系统综述了药物在塑料上的吸附行为，阐述了典型有机污染物在某些微生物中的联合毒性。事实上，微塑料与抗生素污染物之间的结合机制是复杂的。最重要的作用是氢键相互作用、静电作用和疏水作用。此外，复杂污染物的主要环境行为包括在全球海洋环境中的吸附和在海岸和浅滩的沉积。

 

在此基础上，对今后的研究进行了展望。目前的研究主要集中在微尺度塑料的研究上，对纳米尺度塑料的研究较少。然而，环境中的老化微塑料最终可能会向纳米尺度转化，因此，对老化纳米塑料与抗生素的结合行为进行更深入的研究是非常必要的。微塑料在不同环境条件下的老化机理不同，需要对不同老化条件下的微塑料进行进一步的研究。

 

目前所研究的微塑料大多是不可降解的，而一些可降解的微塑料目前被广泛使用。因此，可降解微/介观塑料的吸附机理和环境行为有待进一步研究。此外，抗生素的复杂物质-微塑料吸收其他污染物，如重金属离子。三元配合物及其环境效应是本课题的研究方向。抗生素-微塑料污染的检测和处理在未来仍具有挑战性，有必要确定污染废水中抗生素和微塑料的实际浓度。此外，迫切需要建立有效和广泛应用的检测方法，特别是在土壤环境中。

 

[1] Wei, J., Chen, M., & Wang, J. (2023). Insight into combined pollution of antibiotics and microplastics in aquatic and soil environment: Environmental behavior, interaction mechanism and associated impact of resistant genes. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 166, 117214.

 

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