浙江大学与佐治亚理工学院AES:农业生态系统中微塑料与抗生素的复合污染——分布、机制及风险
- 2026-10-26 10:23:32
抗生素和微塑料是农业生态系统中备受关注的两类新兴污染物。本文综述了它们在农田环境中作为共存污染物时的相互作用、综合环境行为、生态影响及潜在风险。由于体积微小且表面粗糙，微塑料可通过吸附作用充当抗生素的载体，从而改变抗生素的迁移性和生物利用度。这种组合不仅会延缓抗生素的降解，延长其在环境中的残留时间，还会在生物摄入后引发协同毒性效应。本文系统分析了抗生素和微塑料复合污染物在农业生态系统中的迁移与转化过程，阐明了其通过物理携带、化学作用及微生物扰动等途径产生的协同作用机制。此外，本综述评估了这种协同污染对土壤健康、作物安全及人类健康构成的潜在风险。最后，总结了当前的研究空白，并提出了未来的关键研究方向，旨在为农业环境中复合污染的精准预防、控制和风险管理提供科学依据。
近期研究中常报告的抗生素有133种，微塑料类型有44种。
氟喹诺酮类抗生素和聚丙烯是农业生态系统中检出频率最高的污染物。
抗生素与微塑料的共存对农业生态系统构成了更大的威胁。
可降解塑料可能带来与传统塑料相当的环境风险。
随着塑料制品在农业中的广泛使用，农业生态系统的污染已从过去的相对简单的化学污染演变为更为复杂的物理化学复合污染。特别是广泛存在于农业生产中的微塑料与灌溉及施肥过程中携带的抗生素所造成的复合污染，不仅改变了土壤的物理结构，还对整个土壤生态系统产生了深远影响——扰乱了土壤微生物群落结构，危害了无脊椎动物及作物健康，同时显著加速了抗生素耐药基因在环境中的传播。近期研究进一步表明，此类复合污染还可能通过食物链等途径对人类健康构成潜在威胁。
目前，数百种抗生素和微塑料广泛分布于全球农业生态系统中，其来源和分布模式受到多种因素的共同影响，包括当地农业政策、农业活动的规模和频率以及地理条件。尽管研究表明，微塑料和抗生素均可独立在大范围内迁移和扩散，但二者复合污染的形成与传播机制仍缺乏充分研究。特别是在复杂的农业环境中，其他环境因素的存在会显著干扰微塑料与抗生素之间的相互作用，导致其对农业生态系统的影响发生动态波动。目前，抗生素吸附于微塑料过程中的多因素驱动机制尚未完全阐明。然而，这一知识空白也为制定针对抗生素和微生物复合污染物（AMCs）的修复策略提供了新机遇。此外，当前研究主要聚焦于传统农业塑料薄膜和少数几种典型抗生素，而对可生物降解塑料及其他药用抗生素则基本未予关注。未来研究应扩大研究对象范围，以建立更全面的农业复合污染监测与评估体系。
更重要的是，大量研究表明，微塑料和抗生素可通过多种途径进入人体且难以被检测，从而带来潜在的健康风险。然而，现有文献普遍缺乏对受暴露人群的长期监测，且往往忽视了老化微塑料和抗生素代谢物可能对健康造成的影响。此外，由于不同研究中人类暴露评估和风险评估方法存在差异，尽管结论普遍认为健康风险微乎其微，但具体数据结果仍存在不一致之处。因此，未来关于AMCs对人类健康影响的研究亟需建立统一的检测和计算标准，以确保结果的可靠性和可比性。同时，应扩大研究对象的范围，纳入更多类型的微塑料-抗生素组合，以丰富相关的毒理学数据库。
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