抗生素是现代医学的重要基石，从肺炎到败血症，它们拯救了无数生命。然而，一项由麦吉尔大学研究团队主导的全球调查显示，抗生素在帮助人类之后，也正在悄然改变自然环境。研究发现，每年约有8500吨抗生素经由人体代谢与污水排放进入全球河流系统，覆盖范围超过数百万公里。

在河水中取样示意图（图片来源：作者使用AI生成）

这些微量药物残留虽然在单一水样中难以检测，但其长期积累却足以影响生态平衡。抗生素分子的稳定结构使它们在水体中难以降解，导致微生物群落组成发生变化，并可能促进耐药菌的扩散。研究人员指出，这种看似微弱的污染正成为公共卫生与生态系统的共同挑战。

河流中的药物残留

麦吉尔大学团队在《PNAS Nexus》发表的研究，是首个针对人类抗生素使用造成河流污染的全球评估。研究人员结合近900条河流的监测数据与模型推算，估计全球每年约有三分之一被人体使用的抗生素最终流入河网，总量约8500吨。这些药物在通过排泄物和污水处理系统后，仍有相当部分进入自然水体。

麦吉尔大学团队在《PNAS Nexus》发表的关于抗生素污染河流的研究（图片来源：参考文献[1]）

研究发现，阿莫西林是全球最常见的抗生素残留物，其风险水平在东南亚最为突出。原因在于当地抗生素使用频繁，而污水处理设施覆盖率有限，导致环境中药物浓度偏高。即使在药物含量较低的地区，长期的环境暴露仍可能对水生生物造成慢性压力。

抗生素分子具有较强的化学稳定性，常规污水处理技术难以完全分解。部分药物在处理过程中仅被稀释或部分吸附，而非彻底去除。这意味着城市与乡村的排水系统都在持续向河流输入微量药物残留，使其成为一种广泛存在且难以逆转的污染形式。研究团队指出，这种污染不仅反映了药物消费的规模，也暴露出全球水处理系统的局限。

生态连锁与耐药风险

抗生素残留在河流中的长期存在，已被证实会改变微生物群落结构。水体中的细菌在低剂量抗生素的持续刺激下，容易产生耐药基因，并通过水平基因转移扩散至其他菌株。这一过程使原本用于抑制感染的药物，反而成为耐药菌进化的催化剂。随着河流水体被用于灌溉、饮用或渔业养殖，这些耐药菌有可能进入人类生活环境。

全球河流中抗生素的环境暴露水平（图片来源：参考文献[1]）

除微生物外，抗生素还会影响藻类、浮游动物和鱼类的代谢过程。例如，一些研究发现，特定抗生素可干扰鱼类的肝脏酶活性，影响其能量代谢与繁殖能力。虽然单次暴露的浓度很低，但长期累积可能破坏生态系统的物质循环和能量平衡。

值得注意的是，这项研究仅考虑了人类用药所产生的排放，并未包括畜牧业或制药厂的排放源。若将这些因素纳入模型，实际环境中的抗生素负荷可能更高。研究人员强调，应在全球范围内建立水体抗生素监测体系，改进污水处理工艺，控制药物使用总量，以降低耐药风险的传播。

总结

抗生素的普及是人类医学史上的重大进步，但研究提醒我们，这一成就也在自然环境中留下了痕迹。河流系统的监测结果显示，人类的用药行为与生态健康已紧密相连。微量的药物残留虽不易察觉，却在长期积累中改变了水体生态与细菌进化方向。

研究者建议加强对河流药物残留的长期观测，并推动跨学科合作，从公共卫生、环境工程到社会政策多个层面共同应对。只有当药物循环得到有效管理，才能在守护人类健康的同时，保护支撑生命的水环境。

参考文献：

[1] Ehalt Macedo, Heloisa, et al. "Antibiotics in the global river system arising from human consumption." PNAS nexus 4.4 (2025): pgaf096.

[2] Wilkinson, John L., et al. "Pharmaceutical pollution of the world’s rivers." Proceedings of the National Academy of Sciences 119.8 (2022): e2113947119.

[3] Fu, Caixia, et al. "Occurrence and distribution of antibiotics in groundwater, surface water, and sediment in Xiong'an New Area, China, and their relationship with antibiotic resistance genes." Science of the Total Environment 807 (2022): 151011.

[4] Grenni, Paola, Valeria Ancona, and Anna Barra Caracciolo. "Ecological effects of antibiotics on natural ecosystems: A review." Microchemical Journal 136 (2018): 25-39.

策划制作

作者丨杨 超 深圳理工大学科普主管、中国科普作家协会会员

审核丨张珊珊 泉州师范学院 资源与环境科学学院副教授

来源: 科普中国新媒体

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