自然水体中的抗生素污染在沉积物、地下水和地表水中日益普遍，引发对人类健康和环境的担忧。即使浓度较低，抗生素仍可能促进耐药基因发展、减少微生物多样性，并对水生生物造成负面影响。

了解抗生素污染至关重要，因为抗菌素耐药性（AMR）预计将成为全球主要健康威胁。抗生素进入环境的途径包括人类代谢不完全、污水处理系统去除不彻底，以及畜牧养殖、水产养殖和制药业的广泛使用。

工业污染源受到一定监管，但家庭和医院废水（两大重要点源）往往处理不足。据估计，全球约半数此类废水未经处理直接排放。

由于全球人类抗生素使用量激增（2000 年至 2015 年增长 65%，低收入国家增长 114%），对环境污染负荷的担忧加剧。现有先进处理技术尚未广泛应用，且部分抗生素残留可能在沉积物中长期存在或转化为其他生物活性形式。

全球直接监测抗生素受限于高成本和复杂性，难以定期追踪。替代方案是通过污染物归趋模型模拟化学物质的环境归宿，帮助识别高风险区域。

本研究中，研究人员基于 2,380 万公里河网数据，使用名为 HydroFATE 的污染物归趋模型，评估仅人类使用的抗生素是否对全球河流系统构成威胁。

他们通过结合人口分布、人均抗生素使用量和人类代谢率，估算人类活动产生的抗生素排放量。根据抗生素的转移路径（包括处理与未处理废水及自然陆地衰减），模拟其环境归宿。

通过模拟河网追踪污染物迁移，计算抗生素负荷在下游的累积情况，纳入河流自然衰减和湖泊滞留因素。河流中抗生素浓度为总负荷除以当地河流流量。

研究团队通过将模型结果与全球 877 个站点实测的 21 种化合物浓度进行对比验证。模型采用 1971 年至 2000 年间最低月流量数据，模拟可能但影响显著的风险情景。

使用风险商数（RQi）评估环境暴露，即模拟浓度与生态或耐药性促进阈值的比值。汇总为总风险商数（RQtot）以反映累积影响。

对人类健康影响的暴露评估基于剂量浓度与每日规定剂量的比例，并与长期暴露阈值对比。假设饮用未经处理的水，采用最高百分位数剂量浓度估算高风险人群暴露情景。