喬 棟 劉隆勇 黃 璐

（1.山西省朔州市畜牧獸醫(yī)局，朔州 036002；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣州 510642；3.梅里亞動(dòng)物保健有限公司，上海 200040）

養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用的獸用抗生素會(huì)被畜禽機(jī)體以原形和代謝產(chǎn)物形式隨著糞尿排入環(huán)境，并對(duì)環(huán)境生物造成影響。因此，本文首先介紹了養(yǎng)殖業(yè)中獸用抗生素應(yīng)用及排泄情況，然后綜述了獸用抗生素殘留對(duì)微生物的影響，包括對(duì)微生物種群數(shù)量、結(jié)構(gòu)和功能的影響，最后根據(jù)現(xiàn)實(shí)提出具體的防治環(huán)境中獸用抗生素殘留的措施，包括加強(qiáng)政府干預(yù)和法律法規(guī)建設(shè)、完善抗生素殘留檢測(cè)方法以及建立嚴(yán)格的管理體系、研制新的抗生素替代品等。

1 獸用抗生素應(yīng)用及排泄情況

隨著世界人口的不斷增加，以及人民生活水平的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)于肉、蛋、奶、皮毛以及水產(chǎn)品等的需求持續(xù)增加，畜牧業(yè)只有集約化規(guī)?；l(fā)展才能滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。畜牧業(yè)集約化規(guī)模化發(fā)展必然會(huì)增加動(dòng)物疫病防控的風(fēng)險(xiǎn)和壓力，于是獸用抗生素被大量用于畜禽的疾病治療，同時(shí)獸用抗生素還以維持劑量長(zhǎng)期添加于動(dòng)物飼料中用于預(yù)防疾病和促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，為促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展起了重要作用。1996年全世界獸用抗生素類(lèi)飼料添加劑的用量占全部飼料添加劑用量的45.8%，抗生素總產(chǎn)量的70%左右用于畜牧業(yè)[1]。歐盟國(guó)家使用的獸藥主要是抗生素和殺寄生蟲(chóng)類(lèi)藥物，抗生素類(lèi)獸藥約占所有獸藥用量的70%以上[2]。在丹麥，每年獸藥和飼料添加劑的消費(fèi)總量為165 t，其中100 t作為豬場(chǎng)的促生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，45 t為治療性藥物，10 t用于集約化漁場(chǎng)，11 t用于家禽的疾病防治[3]。德國(guó)養(yǎng)殖業(yè)每年處方藥物的用量達(dá)100 t，歐共體每年抗生素的消耗量達(dá)5 000 t，其中四環(huán)素類(lèi)獸藥用量達(dá)2 300 t。每年美國(guó)用于動(dòng)物的抗生素有92.5 t到196.4 t[4]。而我國(guó)自20世紀(jì)90年代初以來(lái)，抗生素在畜牧業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，近年來(lái)年平均消費(fèi)已達(dá)6 000 t，并集中應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)[5]。

據(jù)報(bào)道，抗生素?cái)z入后除少部分殘留在體內(nèi)，85%以上以原藥和代謝產(chǎn)物的形式經(jīng)由動(dòng)物的糞尿排出體外，進(jìn)入生態(tài)環(huán)境[6]，并且在施用糞肥的土壤中長(zhǎng)期滯留[7]。據(jù)調(diào)查在大型養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)募S便、土壤、水體中都檢測(cè)到了高濃度的多種抗生素，牛糞含紅霉素0.73 mg/kg、拉沙里菌素和莫能菌素為4.87 mg/kg、金霉素和磺胺甲嘧啶3.973 mg/kg；豬糞含金霉素、磺胺塞唑及青霉素混合物133 mg/kg、泰樂(lè)菌素和磺胺甲噁唑89 mg/kg、金霉素37 mg/kg、桿菌肽鋅27 mg/kg、林肯霉素11 mg/kg；豬場(chǎng)污水中含12 μg/L斑伯霉素和1 400 mg/L的金霉素、磺胺甲嘧啶和青霉素的混合物。污水處理池中檢到紅霉素、羅紅霉素和磺胺甲噁唑濃度達(dá)6 mg/L，四環(huán)素、青霉素類(lèi)抗生素的濃度達(dá)50 ng/L和20 ng/L[8]。國(guó)彬等（2011b）發(fā)現(xiàn)雞糞中的四環(huán)素類(lèi)獸藥殘留（14.59 mg/kg）>喹乙醇（10.3 mg/kg）>磺胺類(lèi)獸藥（3.44 mg/kg）>尼卡巴嗪（2.87mg/kg）>喹諾酮類(lèi)獸藥（0.11 mg/kg）>氯霉素類(lèi)獸藥（0.08 mg/kg）[9]。

2 抗生素對(duì)微生物的影響

2.1 微生物數(shù)量和結(jié)構(gòu)

影響微生物種類(lèi)和數(shù)量的因素較多，如溫度、外界氣壓、微生物可利用養(yǎng)分等。由于獸用抗生素多為抗微生物藥物，隨畜禽糞尿進(jìn)入環(huán)境后能殺死或抑制土壤和水體等環(huán)境中某些微生物，從而影響環(huán)境中微生物群落的組成。不過(guò)吳銀寶等[10]的研究表明，在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，水體中恩諾沙星初始濃度的高低不會(huì)影響到水生微生物數(shù)量的變化，其原因可能與恩諾沙星在水環(huán)境中消失較快有關(guān)。試驗(yàn)中恩諾沙星在水體中的初始濃度為0.2～5 mg/L，主要原因?yàn)槎髦Z沙星是治療用獸藥，在采用《中華人民共和國(guó)獸藥典》規(guī)定的最大治療用量時(shí)，恩諾沙星在雞糞中排出的最高濃度為41～45mg/L[11]。但也有研究表明，恩諾沙星等抗生素經(jīng)動(dòng)物排泄物進(jìn)入土壤環(huán)境后，對(duì)土壤微生物具有較強(qiáng)的效應(yīng)，對(duì)土壤微生物種群的數(shù)量和功能都會(huì)造成一定的影響[12]。

有關(guān)報(bào)道顯示，土壤經(jīng)不同濃度恩諾沙星處理后，雖然三大類(lèi)微生物數(shù)量依然是細(xì)菌>真菌>放線(xiàn)菌，但各類(lèi)微生物的數(shù)量均發(fā)生了較大的變化[13]。恩諾沙星的加入量為0.l mg/kg時(shí)土壤微生物數(shù)量比對(duì)照組有輕微或顯著的增加；但恩諾沙星的加入量為2～20 mg/kg時(shí)，土壤微生物數(shù)量呈顯著下降，這表明低量的恩諾沙星殘留可刺激土壤微生物生長(zhǎng)，而高劑量的恩諾沙星殘留卻顯著抑制了土壤微生物的生長(zhǎng)，而且抑制程度隨恩諾沙星加入量的增加而增強(qiáng)。恩諾沙星對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響為細(xì)菌>放線(xiàn)菌>真菌，在砂質(zhì)土壤中的影響明顯高于粘質(zhì)土壤，但所有這些影響均隨作用時(shí)間增加而變?nèi)?，這表明恩諾沙星對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響主要發(fā)生在恩諾沙星進(jìn)入土壤的初期，10 d后恩諾沙星的影響減弱，土壤微生物數(shù)量有所回升，這可能與恩諾沙星被土壤固定、降解后活性減弱等有關(guān)。

Wollenberger等人[17]則報(bào)導(dǎo)畜禽常用的抗菌藥甲硝唑、喹乙醇、土霉素、萘啶酸、泰樂(lè)菌素等對(duì)水環(huán)境有潛在的不良效應(yīng)。國(guó)彬等人研究發(fā)現(xiàn)磺胺類(lèi)獸藥對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量有一定的激活作用，其最大激活率在700%以上；獸藥對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響主要呈現(xiàn)抑制作用，其最高抑制率為92.9%；獸藥對(duì)土壤放線(xiàn)菌數(shù)量有一定的抑制作用，對(duì)土壤固氮菌數(shù)量則有一定的激活作用；獸藥對(duì)土壤兼氣性固氮菌數(shù)量的影響表現(xiàn)為較低濃度時(shí)（10 mg/kg）抑制，而較高濃度時(shí)（50 mg/kg）則激活；獸藥對(duì)土壤硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌及氨化細(xì)菌有一定的激活作用，其中對(duì)硝化細(xì)菌的最大激活率可達(dá)1000%以上[18]。Thiele and Beck研究也發(fā)現(xiàn)在14 d培養(yǎng)期內(nèi)土霉素和磺胺嘧啶顯著降低了土壤微生物量，但真菌數(shù)量隨這兩種獸藥濃度升高而升高，土霉素對(duì)真菌量的增加效果更明顯[30]。

大部分獸藥都有其作用靶標(biāo)微生物，因此特定獸藥抑制其靶標(biāo)微生物后，土壤中其他微生物可以獲得大量的資源，從而刺激其他微生物的生長(zhǎng)，對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。Hossain和Alexander很早就發(fā)現(xiàn)一些獸藥在抑制其靶標(biāo)微生物的同時(shí)可提高其他微生物活性，促進(jìn)其生長(zhǎng)[28]。Jensen等在土培條件下研究了泰樂(lè)素對(duì)土壤生物群落結(jié)構(gòu)的影響，在整個(gè)培養(yǎng)期內(nèi)泰樂(lè)素抗性細(xì)菌數(shù)量均顯著高于對(duì)照，培養(yǎng)10 d后泰樂(lè)素處理土壤的原生動(dòng)物和真菌數(shù)量均顯著高于對(duì)照，泰樂(lè)素殺死部分細(xì)菌后，降低了其他微生物對(duì)土壤中能源的競(jìng)爭(zhēng)，從而使原生動(dòng)物和真菌大量繁殖，破壞了原土壤中土著微生物群落結(jié)構(gòu)[29]。

獸用抗生素對(duì)微生物的影響較大，在目前主要是對(duì)其數(shù)量影響的研究較多，在將來(lái)的試驗(yàn)中應(yīng)涉及到獸用抗生素對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性影響的試驗(yàn)[19]。

2.2 微生物功能

獸用抗生素殘留除了影響環(huán)境微生物的種類(lèi)和數(shù)量外，還會(huì)降低了環(huán)境微生物對(duì)農(nóng)藥、重金屬等其他污染物的固定或降解能力。例如土壤中氯霉素的存在可使土壤中微物降解牛糞的時(shí)間延長(zhǎng)[20]。Dijck等研究了飼料添加劑對(duì)土壤和水環(huán)境中典型微生物的影響，發(fā)現(xiàn)有7種微生物表現(xiàn)敏感[21]。有研究表明，阿維菌素在不同濃度下，對(duì)土壤微生物種群數(shù)量有一定的抑制作用，當(dāng)菌液濃度達(dá)125 mg/kg以上時(shí)，對(duì)土壤中細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌生長(zhǎng)速率有明顯的抑制作用，且對(duì)不同菌屬其抑制濃度有所差異[22]。Chelliapan et al（2011）對(duì)泰樂(lè)菌素的研究也發(fā)現(xiàn)，厭氧消化系統(tǒng)中的泰樂(lè)菌素溶度為100 mg/L和400 mg/L時(shí)，未抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，但抑制了古細(xì)菌的活性；當(dāng)泰樂(lè)菌素溶度為600 mg/L和800 mg/L時(shí)，可輕微減少產(chǎn)甲烷菌數(shù)量[23]。

馬驛等[14]報(bào)道恩諾沙星殘留于土壤后，使土壤微生物利用碳源的能力及功能多樣性降低，從而降低土壤肥力，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。這主要因?yàn)橥寥牢⑸镌谕寥郎鷳B(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流動(dòng)中起重要作用，土壤微生物既是土壤養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程的動(dòng)力和進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)的“轉(zhuǎn)化者”，又是土壤能量和C、N、P、S等養(yǎng)分元素內(nèi)循環(huán)的“源”和“庫(kù)”[15]，由此可見(jiàn)土壤微生物活性和功能是土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。但也有不同的結(jié)論，王加龍等人[16]的研究表明，高濃度的恩諾沙星（1mg/kg土）對(duì)土壤的呼吸作用、氨化作用和硝化作用均有不同程度的抑制作用，可能會(huì)影響到土壤的特性和土壤中的一些生態(tài)過(guò)程。張躍華等研究了6種不同濃度的磺胺嘧啶對(duì)土壤微生物活動(dòng)的影響，結(jié)果表明當(dāng)磺胺嘧啶濃度達(dá)到125 mg/kg以上時(shí)，對(duì)土壤微生物的種群數(shù)量和細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌的生長(zhǎng)速度有明顯抑制作用[22]。通過(guò)比較獸藥對(duì)費(fèi)氏弧菌的急性（30 min）毒性試驗(yàn)和長(zhǎng)期（24 h）毒性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，盡管長(zhǎng)期毒性試驗(yàn)還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)且耗時(shí)較長(zhǎng)，但其對(duì)作用機(jī)制特殊的化合物毒性檢測(cè)更加有效[24]。

刁曉平等研究了阿維菌素、安普霉素、磺胺二甲基嘧啶3種獸藥對(duì)土壤微生物呼吸的影響，該研究所用的土壤分別來(lái)源于東北的長(zhǎng)春和西南的成都2個(gè)不同的地域，具有一定的區(qū)域代表性，土壤類(lèi)型分別為砂壤土和壤土。其中以砂壤土中有機(jī)質(zhì)含量較高，土壤肥力較高；壤土有機(jī)質(zhì)含量較低，土質(zhì)較為貧瘠。在砂壤土中，微生物的種群類(lèi)型較多，數(shù)量較大，由于獸用抗生素的作用目標(biāo)是針對(duì)一定的“靶微生物”，而不是對(duì)土壤中所有的微生物，如果土壤中的“靶微生物”少，而其他非靶土壤微生物對(duì)藥物又具有一定的耐受性，就可能出現(xiàn)獸用抗生素組中土壤中CO2的釋放量增加的現(xiàn)象。而在壤土中，微生物的種群類(lèi)別和數(shù)量較小，獸用抗生素對(duì)“靶微生物”的作用機(jī)率就增大，表現(xiàn)為對(duì)土壤微生物的呼吸有明顯的抑制作用。但這種影響表現(xiàn)出非持續(xù)性，可能是在一定含量下獸用抗生素在影響微生物活動(dòng)的同時(shí)，也能被相應(yīng)的微生物分解；同時(shí)隨著土壤微生物耐受性的增加，土壤中會(huì)產(chǎn)生抗性種群，從而使土壤的呼吸逐漸恢復(fù)正常[25]。關(guān)于不同土壤中微生物的種類(lèi)和它們對(duì)待測(cè)藥物的敏感性實(shí)驗(yàn)仍需要進(jìn)一步研究。

有關(guān)研究表明，即使在土壤溶液中的環(huán)丙沙星的溶度大于水溶液中的濃度，環(huán)丙沙星對(duì)土壤微生物的呼吸活動(dòng)的抑制作用仍比對(duì)水中微生物的呼吸活動(dòng)的抑制作用要弱[26]。這種結(jié)果可能有兩種解釋?zhuān)皇峭寥乐械奈⑸锓N類(lèi)比水溶液中的多，二是環(huán)丙沙星在土壤中的生物利用度會(huì)降低，減少其毒性。Boleas等研究發(fā)現(xiàn)，土壤中1mg/kg的四環(huán)素即可顯著抑制土壤脫氫酶和磷酸酶的活性；他們還發(fā)現(xiàn)與單施土霉素處理相比，土霉素與糞便混施處理的酶活性最先受到抑制，但隨后毒性消失[27]。

3 獸藥殘留防治對(duì)策

3.1 加快立法工作，嚴(yán)格執(zhí)行休藥期

要嚴(yán)格規(guī)定獸用抗生素類(lèi)藥物的使用范圍，健全抗生素的最高殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，完善相應(yīng)的配套法規(guī)，做到合理用藥。明確規(guī)定抗生素類(lèi)藥物的使用對(duì)象、期限以及休藥期等，禁止使用違禁藥物和未被批準(zhǔn)的藥物。限制或禁止使用可能引起超敏反應(yīng)的藥物，對(duì)違反抗生素類(lèi)藥物使用規(guī)定的單位和個(gè)人應(yīng)依法采取嚴(yán)厲的懲罰措施[31]。

添加劑獸藥抗生素類(lèi)并在停止用藥后一段時(shí)間，獸用抗生素可以從體內(nèi)消失。一般而言，多數(shù)獸用抗生素的消失時(shí)間為3～6 d。治療用藥需要憑獸醫(yī)的處方購(gòu)買(mǎi)，嚴(yán)格遵守《中華人民共和國(guó)獸藥典》和國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定的用法、用量和休藥期，如果沒(méi)有規(guī)定休藥期的藥物，需要有28 d以上的間隔期[32]。

3.2 建立一整套科學(xué)的監(jiān)控體系

我國(guó)目前尚無(wú)完善的動(dòng)物性食品抗生素類(lèi)藥物殘留監(jiān)控體系，仍采用多部門(mén)分頭管理，不能及時(shí)向社會(huì)提供抗生素類(lèi)藥物產(chǎn)品質(zhì)量狀況和動(dòng)物性食品中抗生素類(lèi)藥物殘留監(jiān)控狀況。建議有關(guān)職能管理部門(mén)在動(dòng)物性食品上市前必須進(jìn)行獸用抗生素殘留的常規(guī)檢測(cè)。

食品衛(wèi)生檢驗(yàn)和進(jìn)出口商品檢驗(yàn)部門(mén)以及獸藥監(jiān)察部門(mén)應(yīng)加快建立動(dòng)物性食品抗生素類(lèi)藥物殘留檢測(cè)制度，并以法規(guī)形式將動(dòng)物性食品抗生素類(lèi)藥物殘留的檢測(cè)列為日常工作[32]。不斷提高食品衛(wèi)生檢驗(yàn)、進(jìn)出口商品檢驗(yàn)和藥檢部門(mén)工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

3.3 加強(qiáng)宣傳教育，提高食品安全意識(shí)

通過(guò)廣播電視、書(shū)刊、互聯(lián)網(wǎng)等新聞媒介的宣傳，使人們對(duì)食品安全性的要求成為自覺(jué)行動(dòng)，使生產(chǎn)者提高食品安全生產(chǎn)意識(shí)，自覺(jué)遵守《獸藥管理?xiàng)l例》等一系列政策法規(guī)，嚴(yán)格遵守抗生素類(lèi)藥物使用對(duì)象和休藥期的規(guī)定。加速建立抗生素類(lèi)藥物安全信息網(wǎng)，收集數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行分析整理，為政府決策提供依據(jù)，及時(shí)向社會(huì)公布有關(guān)抗生素類(lèi)藥物殘留方面的安全信息，使生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)者能接受更廣泛的有效的社會(huì)監(jiān)督。

3.4 生產(chǎn)企業(yè)必須建立嚴(yán)格的管理體系

食品企業(yè)應(yīng)該嚴(yán)格按照GMP、HACCP等管理體系，建立良好的食品原料供應(yīng)基地，控制好每一道生產(chǎn)環(huán)節(jié)，把好質(zhì)量關(guān)。強(qiáng)化廣大畜禽養(yǎng)殖和食品加工人員對(duì)人獸共用藥物使用范圍、劑量、休藥期的管理意識(shí)，獸醫(yī)檢驗(yàn)和食品衛(wèi)生監(jiān)督人員加強(qiáng)技術(shù)服務(wù)。食品企業(yè)必須規(guī)范管理，杜絕有藥殘超標(biāo)的加工原料進(jìn)廠，生產(chǎn)出衛(wèi)生安全的動(dòng)物源性食品。

3.5 加強(qiáng)國(guó)際交流與合作，研制推廣使用天然藥物和制劑

積極開(kāi)展與國(guó)際組織或國(guó)家的交流與合作，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)藥物殘留新技術(shù)和設(shè)備，使我國(guó)的監(jiān)控體系、檢測(cè)方法與國(guó)際接軌，保障我國(guó)畜產(chǎn)品出口貿(mào)易。同時(shí)加大科技投入，盡快研制出能夠在功效上可以替代的、對(duì)人和動(dòng)物健康安全的、無(wú)污染、無(wú)殘留的綠色環(huán)保藥物，特別是重視中獸藥、微生態(tài)制劑等高效、低毒、無(wú)公害的藥物或藥物添加物的研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

4 研究展望

目前，獸用抗生素的生態(tài)毒理學(xué)評(píng)價(jià)研究尤其是在環(huán)境中的研究才剛剛起步，取得的某些結(jié)果還不能得到很好的解釋?zhuān)貏e是目前獸用抗生素的環(huán)境研究大多集中在物理、化學(xué)因素上，涉及到環(huán)境微生物的方面較少。同時(shí)，由于抗生素種類(lèi)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制的不同，其研究的復(fù)雜性可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于研究者的想象。同時(shí)在以往的研究中，較少涉及到獸藥抗生素的代謝或降解產(chǎn)物，更多的是著眼于藥物母體，但是對(duì)于在環(huán)境中穩(wěn)定性差的獸藥，其主要代謝及降解產(chǎn)物所產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)也絕對(duì)不容忽視；而且還須關(guān)注獸藥抗生素及其代謝產(chǎn)物的長(zhǎng)期毒性研究。

總之，當(dāng)前的多數(shù)有關(guān)獸用抗生素的研究還只是停留在簡(jiǎn)單的單因素研究階段，還未開(kāi)展綜合性的生態(tài)評(píng)價(jià)；同時(shí)獸藥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的模型和方法發(fā)展得還不完善，當(dāng)前這些模型和方法大多是基于農(nóng)藥和工業(yè)化學(xué)品的經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)。但是由于獸用抗生素的特性和土地施用模式等不同于多數(shù)農(nóng)藥和工業(yè)化學(xué)品，這種經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)可能并不恰當(dāng)。此外，由于獸藥的環(huán)境行為研究較少，使得在建立更加完善的模型或方法以預(yù)測(cè)獸藥環(huán)境濃度或評(píng)價(jià)其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的過(guò)程中，缺少足夠的可利用數(shù)據(jù)和參數(shù)。今后，對(duì)獸藥抗生素環(huán)境暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的進(jìn)一步研究是不可或缺的。

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