司成潤，邴 欣

（1.山東省德州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 德州 253000；2.山東省產(chǎn)品質量檢驗研究院，山東 濟南 250012）

1 環(huán)境中抗生素的來源

抗生素被認為是“持久性或假持久性物質”，因為它們進入環(huán)境的速率高于分解速率，由于異質化合物包含不同的官能團，它們在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著不同作用?？股氐氖褂梅椒ǘ喾N多樣，通常用于治療細菌感染和畜牧業(yè)，導致環(huán)境中出現(xiàn)了大量抗生素殘留。從生產(chǎn)到使用、再到最后排出的整個過程中，人工抗生素都能通過各種途徑進入到環(huán)境中。其主要來源是：有的抗生素能夠在環(huán)境中分解，而氟喹諾酮和四環(huán)素等不易降解，可以累積到更高濃度并進一步傳播；有的抗生素是在人類和動物患病進行治療時，通過尿液和排泄物進入環(huán)境；還有的情況是工業(yè)企業(yè)排放的污水中有抗生素活性成分；另外，還有未使用的藥物直接排入污水系統(tǒng)，導致地表水、地下水、飲用水、土壤等污染，以上這些都是環(huán)境中抗生素的主要來源。

1.1 醫(yī)學領域濫用抗生素

最近一項有關人類抗生素消費量的分析表明[1]，抗生素的消費量在急劇增加，現(xiàn)在如果不進行政策調(diào)整，用量還會持續(xù)增加。根據(jù)有關報道，抗生素的濫用與患者、從業(yè)人員和醫(yī)療系統(tǒng)有關。例如，患者就診時即使不需要抗生素也希望醫(yī)生開具抗生素處方，導致抗生素的濫用現(xiàn)象存在。同時，有些社會因素或文化因素影響著人們對抗生素的使用態(tài)度與使用方式，增加了抗生素的使用量。

醫(yī)學領域的抗生素之所以污染環(huán)境，是因為人類和動物患病進行治療時，所用抗生素劑量的40%-90%以母體化合物的形式從糞便和尿液中排出[2]，最終進入環(huán)境，污染土壤、水域、植物等。醫(yī)院廢水也是抗生素污染環(huán)境的另一個重要來源。

1.2 獸用抗生素的使用

一方面，大部分國家在獸用抗生素使用方面的法規(guī)較少，另一方面，獸用抗生素可以預防和治療動物疾病、提高生產(chǎn)效率以及提升經(jīng)濟效益等，能為消費者和生產(chǎn)者帶來巨大的經(jīng)濟利益，因此，近年來獸用抗生素的使用量顯著增加。一般而言，用于治療動物的抗生素對土壤的污染程度比直接用于人類的污染更嚴重，所以要限制獸用抗生素的使用量。

1.3 制藥行業(yè)的直接排放

與其他的污染源相比，制藥行業(yè)排放的廢水中抗生素含量更高。目前，由于廢水處理廠處理廢水時不可能100%去除抗生素，處理后的污泥和廢水中可能還含有抗生素，當污泥作為肥料或污水被排入地表水時，會導致大面積地下水被抗生素污染。世界上的許多國家都是如此，如果不及時采取相應的措施可能會引起更嚴重的生態(tài)和公共健康問題。目前，各國要求制藥行業(yè)要考慮制造過程中抗生素的排放，例如，其中有幾家制藥公司已經(jīng)簽署了一項以環(huán)境管理為中心目標的抗生素耐藥性協(xié)議。

2 抗生素殘留對環(huán)境的影響

環(huán)境中抗生素殘留取決于抗生素的藥代動力學特征。目前，抗生素種類大致分為三類：口服后生物利用度低的抗生素、腸胃外給藥后進入胃腸道的抗生素以及用于動物疾病治療的抗生素。某些抗生素（例如四環(huán)素）通?？诜锢枚容^差，當人類患病口服后，其在胃腸道中停留的時間可能比治療期更久，未被吸收的部分會被排泄到環(huán)境中，進而發(fā)揮生物活性。

因為我們尚未完全了解抗生素殘留對生態(tài)系統(tǒng)的影響，所以研究環(huán)境中抗生素的降解至關重要。環(huán)境中存在著多種抗生素降解機制，包括生物降解（微生物降解）如細菌、真菌，或非生物降解如水解、光解、氧化和還原[3]。除了前面提到的抗生素降解機制，也可能發(fā)生其他過程，例如揮發(fā)、吸收和形成不可提取的殘留物等。以下是幾種抗生素殘留對環(huán)境的影響：

（1）青霉素和頭孢菌素易水解，在一般地表水中可能會在幾周內(nèi)發(fā)生降解，而在堿性較強的水中只需要幾天就會發(fā)生降解。而且，它們會與陽離子形成絡合物并積聚在污水、污泥和沉積物中。因此，土壤中具有吸附能力高的抗生素在基質中積累并持久存在，而吸附力低的抗生素則容易轉移到水生環(huán)境中，并產(chǎn)生降解產(chǎn)物。這些產(chǎn)物可以進一步轉化為環(huán)境中穩(wěn)定的、可轉移的活性化合物，其毒性可能比母體更高，會對生物體和微生物群落產(chǎn)生更嚴重的威脅。

（2）大多數(shù)氟喹諾酮類化合物化學穩(wěn)定性較高[4]，不易水解或隨溫度升高而降解。因此，它們能迅速從水中轉移到土壤和其他基質中。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，它們能在環(huán)境中穩(wěn)定存在，高水平的環(huán)丙沙星和諾氟沙星可以修復鼠傷寒沙門氏菌的細菌菌株，并可能對水生生物產(chǎn)生遺傳毒性。此外，氟喹諾酮類藥物還能干擾光合作用，進而引起高等植物的形態(tài)畸變。

（3）四環(huán)素具有植物毒性[5]，可引起染色體畸變并抑制植物生長，從而降低植物中光合葉綠素和類胡蘿卜素色素的含量。土霉素能夠在某些人類食用的水生植物中實現(xiàn)富集。另外，金霉素和四環(huán)素可以誘導DNA斷裂，并影響超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性[6]。

除了上述風險以外，抗生素殘留還可能被植物吸收，從而干擾植物的生長過程并引起潛在的生態(tài)毒理作用。例如，酸雨可能會促進抗生素在表層土壤上的滯留，土壤中的微生物或抗生素殘留會被植物吸收，從而對植物造成危害。在以前的研究中發(fā)現(xiàn)，九種抗生素對葉片光合作用有影響：如頭孢菌素降低了體細胞的傳導性從而抑制了凈同化作用；β-內(nèi)酰胺是公認的毒性較小的抗生素，但它們也會影響低等植物的分裂。因此，農(nóng)業(yè)土壤中的抗生素還可能會抑制農(nóng)作物發(fā)芽甚至降低產(chǎn)量。

關于抗生素殘留對環(huán)境的污染，歐盟委員會已經(jīng)公布“抗生素對水和土壤的污染是一個嚴重的環(huán)境問題，對公眾健康也具有重大影響”，但截止目前，尚未制定確切標準來規(guī)范各類抗生素的排放。

3 環(huán)境中抗生素的治理與評估

3.1 環(huán)境中抗生素的治理

目前，規(guī)范使用抗生素的最主要措施是改善衛(wèi)生、疫苗接種和合理使用診斷工具。其他措施包括限制使用廣譜抗生素、合理處置抗生素以及禁止將抗生素廢物排放到環(huán)境中。適度適量、合理規(guī)范的使用抗生素，可以造福人類。但如果把抗生素當“藥神”，濫用抗生素的話，不僅會威脅使用者的健康，還會加劇細菌的耐藥性。深入了解抗生素的耐藥性與使用合理抗生素之間的關聯(lián)，有助于制定有針對性的干預措施和政策，促進抗生素的合理使用。還可以實施監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測抗生素的消耗量，為抗生素耐藥性的研究提供基礎數(shù)據(jù)。

3.2 環(huán)境中抗生素的評估

確定風險系數(shù)是評估環(huán)境中抗生素相關風險的一種方法，在以前的研究中，已經(jīng)評估了抗生素對斑馬魚、水蚤、藻類、貽貝和其他水生生物等非敏感生物的影響。抗生素殘留在環(huán)境中通常以混合物的形式出現(xiàn)，很少單獨存在。因此，環(huán)境風險評估（ERA）還應包括抗生素混合物以及代謝產(chǎn)物和降解產(chǎn)物的毒性。從安全的角度看，需要使用PNEC（預測無效應濃度）作為當前的抗生素檢測指標。同時，環(huán)境中的抗生素會加速抗生素抗性病原體的進化和傳播，但目前還沒有用于評估此類風險的監(jiān)管系統(tǒng)。

一些科學家為了保護生態(tài)系統(tǒng)，開始限制使用抗生素，由于其耐藥性發(fā)展的風險，建議將抗生素排放量限制為100 ng/ L[7]，在實際工作中，需要把臨床或與環(huán)境相關的細菌整合到ERA測試系統(tǒng)中，從處理過的廢水、糞便中分析致病細菌的耐藥性，該系統(tǒng)還可以幫助確定抗生素的安全排放濃度，提供更具有參考價值的結果。因此，為了控制抗生素的使用以及減少向環(huán)境中的排放，針對抗生素濃度較高的特定高風險環(huán)境應采取法律措施，明確政府和其他利益相關者在研究抗生素耐藥性中的責任，促進合理使用抗生素并妥善處理后再將其排放到環(huán)境中。

4 結論

綜上所述，由于大量消耗抗生素會直接導致對環(huán)境的污染，并且濫用抗生素更會威脅生態(tài)系統(tǒng)和人類健康之間的平衡。目前，雖然具備相應的檢測手段，但缺乏相關標準及法律法規(guī)依據(jù)。我國的《地表水環(huán)境質量監(jiān)測》《生活飲用水衛(wèi)生標準》等相關標準中，均不含有對抗生素的監(jiān)測指標，而部分抗生素的可降解性、抗生素種類等龐雜程度，都加大了制定標準的難度，而現(xiàn)有的水處理工藝流程也無法對抗生素進行完全處理。面對這種嚴峻的局勢，各國都需要制定準確且嚴格的抗生素使用和排放政策。雖然我們不能忽視抗生素的益處和作用，但也必須考慮到抗生素對環(huán)境的影響，因為它們可能會引起和傳播耐藥性，從而對整個生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負作用。為了降低有關抗生素殘留物對環(huán)境的影響，需要及時采取保護性措施，避免給人類甚至整個生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉的危害。