我院邹艺娜副研究员指导本科生以第一作者身份在《Environmental Pollution》发表关于水环境与微生物风险方面论文

近日，我院邹艺娜副研究员指导本科生肖子健以第一作者身份在环境科学领域国际期刊《Environmental Pollution》发表关于水环境与微生物风险方面的论文。论文题目为“Effects of wastewater treatment plant effluent on microbial risks of pathogens and their antibiotic resistance in the receiving river”（污水处理厂尾水对受纳河流中病原菌风险及其抗生素耐药性的影响）。2020级本科生肖子健为该论文第一作者（现保研我院攻读硕士学位），邹艺娜副研究员为通讯作者，水灾害防御全国重点实验室为论文第一单位。

城市河流是城市景观的重要组成部分，也是人民群众娱乐活动的重要场所。同时，它们也是病原菌的储存库，是病原菌传播给人类的途径。城市现代化的快速发展给生态环境特别是城市河流生态系统带来了巨大压力。污水处理厂尾水排放加深了人们对受纳河流中病原菌潜在健康风险的担忧。钓鱼、划船、散步和游泳等亲水活动为病原菌通过水体传播提供了机会。因此，为有效指导尾水排放管理工作，降低尾水受纳河流的公众健康影响，有必要对尾水受纳河流中病原菌风险进行全面评估。

图1. 尾水受纳河流中病原菌浓度及其抗生素耐药性情况。（a）论文设计及采样点分布示意图；（b）各采样点病原菌浓度热图；（c）病原菌抗生素抗性基因携带情况。EC代表污水排放渠，RU代表河流上游区域，RD代表河流下游区域。

本研究以南京市某污水处理厂及其受纳河流为研究区域，首先调查分析了尾水排放对受纳河流中病原菌分布特征及其抗生素耐药性的影响。基于宏基因组测序技术及流式细胞仪技术，研究发现河流中病原菌浓度在夏冬两季呈现较大差异，夏季河流中病原菌浓度较低，尾水汇入后病原菌浓度轻微上升；而冬季河流中病原菌浓度偏高，尾水汇入后河流中病原菌浓度明显降低。通过对比尾水与受纳河流中病原菌的抗生素抗性基因携带情况，发现尾水病原菌中抗生素抗性基因的多样性和数量均高于河流中，表明尾水排放可能增加河流中病原菌的抗生素耐药性。

图2. 三种高浓度病原菌的微生物定量风险评估（QMRA）结果。大肠杆菌的日感染风险（a）和年感染风险（b）；肺炎双球菌的日感染风险（c）和年感染风险（d）；绿脓杆菌的日感染风险（e）和年感染风险（f）。EC代表污水排放渠，RU代表河流上游区域，RD代表河流下游区域。洋红色虚线表示相应风险类型的推荐阈值。

基于微生物分析结果，本研究筛选了三种高浓度和高耐药性病原菌，使用QMRA模型评估了其在不同暴露行为下的微生物风险。研究表明所研究水体中的病原菌风险偏高，超过了世界卫生组织推荐的安全阈值。其中大肠杆菌的微生物风险最高，且钓鱼活动的感染风险显著高于散步活动。此外，得益于污水处理厂的高效除菌技术，尾水中病原菌风险要低于河流，但是尾水中病原菌的高耐药性需要重点关注。

该研究工作得到国家自然科学基金（52121006、52200192）和水灾害防御全国重点实验室“一带一路”专项基金（2022491511）等项目的联合支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.123461