于博文，沈夢楠，王 茹，胡 藝，胡嘯威，卜小丹

（吉林建筑大學(xué)松遼流域水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長春 130118）

過去30a，環(huán)境中的藥物殘留問題引起了公眾的極大關(guān)注。抗生素是最常使用的藥物類別之一，目前，世界上抗生素的年消費(fèi)量估計(jì)超過10萬噸[1]。在歐盟，65%抗生素應(yīng)用于人類使用。在美國，50%抗生素用于人類，另外50%用于農(nóng)業(yè)、動物養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖。我國也是抗生素的生產(chǎn)和使用大國，其中動物養(yǎng)殖使用量占使用總量的一半。進(jìn)入生物體內(nèi)的抗生素并不能完全被生物體吸收，幾乎90%以母體化合物或代謝物通過糞便或尿液的形式排出進(jìn)入環(huán)境，造成“假性環(huán)境持久性”的暴露特征。目前，市政污水處理廠處理污染物主要針對傳統(tǒng)污染，抗生素這類新型污染物并不能得到高效的去除，因此抗生素對環(huán)境造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。

1 抗生素對環(huán)境造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

目前，抗生素已經(jīng)在世界各地的地表水，如河流、湖泊、和沿海地區(qū)中普遍存在?？股卦谖覈嬘盟暗叵滤衅骄鶟舛忍幱谛∮?0ng/L 之間，在我國主要河流中分布廣泛、濃度差異大。盡管檢出濃度較低，但是與歐洲、美國等地區(qū)相比，我國自然環(huán)境水體中的抗生素檢出率仍相對較高。目前，水體環(huán)境中主要發(fā)現(xiàn)的抗生素種類包括大環(huán)內(nèi)酯類、β-內(nèi)酰胺類、磺胺類、四環(huán)素類、氨基糖苷類、糖肽類、喹諾酮類等。其中，喹諾酮類藥物、磺胺類藥物、和大環(huán)內(nèi)酯類藥物是中國水環(huán)境中檢出最多的三類抗生素。

環(huán)境中的抗生素可能通過食物鏈在水生生物中富集累積，可能會對人類或動物健康產(chǎn)生危害?？股乜赡苡绊懜∮沃参锖透∮蝿游锒鄻有?，也可能破壞浮游動物早期發(fā)育過程，和浮游植物葉綠素的產(chǎn)生。這些變化反過來可能導(dǎo)致食物鏈的變化，并在生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)層面產(chǎn)生影響。水生環(huán)境中抗生素的累積會影響水生生物的生長，導(dǎo)致微生物生物多樣性的減少以及細(xì)菌生態(tài)學(xué)的改變等[2]。此外，抗生素耐藥基因可能在實(shí)際環(huán)境中持續(xù)存在多年。因此，抗生素在水生生物體內(nèi)的富集現(xiàn)狀、特征和規(guī)律亟待探明。

2 抗生素在水生生物體內(nèi)的富集

生物積累是生物暴露在環(huán)境中，將化學(xué)物質(zhì)積累到生物體中的過程，其累積程度通?？梢杂蒙锢鄯e系數(shù)（BAF）或者生物富集系數(shù)（BCF）等來描述。一般認(rèn)為，生物中的生物累積系數(shù)BAF 在2 000～5 000，認(rèn)為該物質(zhì)具有“潛在的生物累積性”。BAF 高于5 000，則認(rèn)為該物質(zhì)具有“生物累積性”[3]。Zhou 等[4]收集了太湖地區(qū)梅梁灣和竹山灣的魚、蝦和其他底棲物種，進(jìn)行抗生素的檢測和分析。研究結(jié)果顯示，41種目標(biāo)抗生素，有24種被檢出。各生物體中抗生素濃度規(guī)律依次：魚血漿～魚肌肉＜魚肝～魚膽＜無脊椎動物～浮游生物。魚類對抗生素的累積能力相對較低，且肝臟等組織器官比肌肉更容易富集抗生素。這種富集規(guī)律與其他有機(jī)物的富集規(guī)律相似。對不同種類的抗生素富集研究發(fā)現(xiàn)，磺胺類（SAs）、大環(huán)內(nèi)酯類（MLs）、林可霉素（LIN）的BAFs 均小于2 000L/kg，說明這些化合物在魚類中的生物累積能力較低。在魚類肝臟、無脊椎動物和浮游生物均檢測到氟喹諾酮類抗生素（FQs），其中大部分BAFs 大于5 000L/kg。盡管有24種抗生素被檢出，但是計(jì)算通過食用太湖魚、蟹、蝦對抗生素的日攝入量EDI 值，以及對危險(xiǎn)系數(shù)估算，發(fā)現(xiàn)EDI 值均小于可接受的日攝入量攝入（ADI）值，危險(xiǎn)系數(shù)遠(yuǎn)小于1，健康風(fēng)險(xiǎn)較小。然而另一項(xiàng)研究，對白洋淀水體中 9 種魚類（鰱魚、鯽魚、草魚、鯉魚、泥鰍、烏鱧、黃黝魚、黃鱔和棒花魚）中的氟喹諾酮類抗生素檢測，發(fā)現(xiàn)魚類體內(nèi)Σ 氟喹諾酮含量為 17.1～146ng/g，生物累積系數(shù)BAF 值為96.2～489L/kg。兩項(xiàng)研究中氟喹諾酮類抗生素在生物體中的BAF 值差異較大，甚至相差1～2個(gè)數(shù)量級，這可能與物種間的種間差異有關(guān)。這種富集能力的差異可能直接造成抗生素的生物有效性差異，值得深入探討。

針對海水水產(chǎn)品中抗生素的富集情況研究也有報(bào)道，Han等[5]采集中國黃海附近的水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中的蝦、蟹、魚等生物檢測17種抗生素含量。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水體中抗生素水平相對較低，在ng/L 水平，磺胺類抗生素甲氧芐氨嘧啶在所有的水樣中都檢出。蝦類、蟹類、魚類和海參中抗生素的BCF 為 分 別 為27～2 317L/kg、0～2 261L/kg、0～306L/kg 和0～1 561L/kg。與其他研究相比，黃海中海產(chǎn)品中抗生素濃度處于較低水平。同樣，在該研究中磺胺嘧啶在各類生物中的BCF 值也存在顯著差異。Zhang[6]等對中國北部灣附近水體的蝦類、蟹等生物體內(nèi)的19種抗生素進(jìn)行檢測調(diào)查，發(fā)現(xiàn)蝦類中抗生素的BCF為0.58-16 555L/kg?；前芳讗哼蛟谖r類中的BCF值最高，平均值為5 126L/kg，說明磺胺甲惡唑較易在蝦中積累。而諾氟沙星和氧氟沙星的BCF值相對較低。螃蟹中抗生素的BCF值為0.55-14 452L/kg。與蝦類不同，磺胺嘧啶的在螃蟹體內(nèi)的BCF最高，具有較高的生物蓄積性。在蝦類和蟹類中均沒有檢測到大環(huán)內(nèi)酯類和氯霉素類抗生素。結(jié)果表明，與諾氟沙星、氧氟沙星、甲氧芐啶和阿奇霉素等相比，磺胺類抗生素具有較高的生物蓄積性。

3 結(jié)束語

上述研究結(jié)果顯示，不同的水生物對不同抗生素的富集能力差異較大，這可能與棲息地環(huán)境、生物的生殖狀況和生長階段都有密切關(guān)系。同時(shí)也可能受到化合物的環(huán)境行為（如吸附、光解和微生物降解）的影響。這些抗生素的BAFs 普遍不高，且經(jīng)過生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)估算，通過食用魚類、蝦類或蟹類攝入的抗生素對人體造成的健康風(fēng)險(xiǎn)較小。但鑒于抗生素的長期和大規(guī)模使用，對水生生物構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)仍然不容忽視。生物富集的評估對于科學(xué)評估化學(xué)品可能對人類和環(huán)境造成的風(fēng)險(xiǎn)很重要，是目前監(jiān)管工作的重點(diǎn)。但目前對于抗生素在水生生物體內(nèi)的生物累積的狀況研究并不完善，對水生系統(tǒng)中的抗生素含量，生物富集情況以及環(huán)境行為變化進(jìn)行長期的跟蹤調(diào)查十分必要。