主要观点总结
该文章研究了城市家庭垃圾收集设施(WCFs)对公众健康的影响,包括病原体和抗菌耐药性(AMR)的传播。通过一系列实验和研究方法,揭示了WCFs作为城市空气中细菌、抗生素耐药菌和真菌的重要排放源的特性,并指出其对公众健康的潜在威胁。
关键观点总结
关键观点1: 研究方法
该研究综合运用了基于培养法、高通量测序以及健康风险建模等多种方法,对上海的WCFs所涉及的病原体和AMR的数量、种类组成、来源、传播以及相关健康风险进行了深入探究。
关键观点2: 研究结果
研究发现WCFs周边的微生物群落结构呈现出复杂特征,WCFs是城市空气中细菌、抗生素耐药菌和真菌的重要排放源。研究还对WCFs排放的可吸入耐药基因组进行了全面评估,并指出不同WCFs的耐药细菌浓度差异明显。
关键观点3: 健康风险评估
研究人员运用修正的高斯羽流扩散模型对病原体传播进行模拟,发现垃圾处理工人因接触WCFs排放病原体而感染的风险较高。此外,研究还指出了上海某些区域处于WCFs排放影响的潜在风险区内。
关键观点4: 总结与意义
该研究为城市环境健康管理提供了重要科学依据,揭示了城市WCFs对公众健康的潜在威胁。未来需要加强对WCFs的管理与监测,制定有效的防控策略,减少病原体和AMR的排放,以保障城市居民的健康。
正文
抗菌耐药性的排放:
研究对 WCFs 排放的可吸入耐药基因组展开全面评估。不同 WCFs 的耐药细菌浓度差异明显,在 31.2 - 204.8 CFU・m⁻³ 之间波动,办公大楼和郊区的 WCFs 浓度较高,农村较低。经随机挑取单克隆并进行Sanger测序,耐药细菌主要是芽孢杆菌、葡萄球菌和不动杆菌属,其中部分为致病或潜在致病菌株,可能威胁公众健康。此外,研究发现多数采样点存在多种耐药基因(ARGs),如 β - 内酰胺类和四环素类。城市地区 WCFs 中 ARGs 的检出率和丰度略高于郊区与农村,或与城市人口密度、垃圾量及抗生素使用频率有关。同时,居民区和高档区 WCFs 的移动遗传元件(MGEs)丰度显著更高,意味着这些区域 ARGs 传播潜力更大。网络分析表明,氨基糖苷类和磺胺类耐药基因可能通过垂直基因转移在空气中传播,ARGs、MGEs 与优势细菌属共存暗示了水平基因转移的可能性。
评估传播风险:
在病原体传播和健康风险评估方面,研究人员运用修正的高斯羽流扩散模型对病原体传播进行模拟。结果表明,下风向的病原体浓度随着与 WCFs 距离的增加而逐渐降低,在距离 WCFs 220 米处,健康风险达到了可接受范围的临界阈值,这一距离界定了病原体扩散的最大范围。对垃圾处理工人的健康风险评估显示,其每年因接触 WCFs 排放病原体而感染的风险在 0.194 - 0.489 之间,远远超过了世界卫生组织规定的可接受感染风险上限(10⁻⁴) 。不同类型的 WCFs 以及不同的参考病原体,其感染风险存在明显差异,例如菜市场 WCFs 的感染风险相对较高,而弯曲杆菌在各类 WCFs 中引发的感染风险尤为突出。
潜在风险区:
此外,研究还指出,约 6.3% 的上海区域(面积约为 400 km²)处于 WCFs 排放影响的潜在风险区内。尽管单个 WCFs 的风险区域相对污水处理厂较小,但考虑到城市中 WCFs 数量众多,其对公众健康的累积影响不容忽视。以上海为例,WCFs 数量超过 20,000个,远远多于污水处理厂的数量,因此其对公共卫生的影响更为广泛。
总结:
综上所述,该项研究明确揭示了城市 WCFs 对公众健康存在潜在威胁,为城市环境健康管理提供了重要的科学依据。未来,有必要进一步加强对 WCFs 的管理与监测,制定有效的防控策略,减少病原体和 AMR 的排放,从而保障城市居民的健康。同时,该研究成果也为其他城市开展类似研究和制定相关政策提供了重要参考,有助于推动全球城市环境健康领域的发展。
论文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c12108
复旦大学环境系博士生张翔为论文第一作者。合作者包括上海环境集团股份有限公司总工程师邰俊与科信部副总王川,香港理工大学金灵助理教授,以及复旦大学陈建民教授,李丹教授为本文通讯作者。
来源:
复旦环境人。
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