司靜宜，洪亞軍,2，夏 鵬,3，白英臣*，馮承蓮

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012

2.同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092

3.常州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，江蘇 常州 213164

土霉素是一種四環(huán)素類抗生素，由于其對(duì)金黃色葡萄球菌、肺炎球菌等有較強(qiáng)抗菌活性，且價(jià)格低廉被廣泛用于畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)[1]，高水溶性、低辛醇-水分配系數(shù)(lgKOW=—0.90)以及相對(duì)較低的酸度系數(shù)(3.27＜pKa＜9.11)決定了土霉素具有親水性和酸穩(wěn)定性.土霉素主要通過3種途徑進(jìn)入水體：①?zèng)]有被機(jī)體吸收的土霉素(30%～90%)會(huì)以原形或代謝物的形式經(jīng)尿液和糞便排出體外，直接進(jìn)入水環(huán)境；②一些水產(chǎn)養(yǎng)殖用水，直接排入環(huán)境中；③部分污水進(jìn)入污水處理廠，但傳統(tǒng)手段對(duì)抗生素的去除能力有限，土霉素等污染物隨著再生水或中水排放進(jìn)入環(huán)境.以抗生素為代表的新污染物已引起廣泛關(guān)注，美國環(huán)境保護(hù)局發(fā)布了PPCPs的相關(guān)文件，如《Contaminants of Emerging Concern in Fish: Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs)》等，意識(shí)到新污染物對(duì)水生生物及人體健康可能造成的危害，且抗生素的耐藥性已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織列為威脅全球健康的三大因素之一.據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國四環(huán)素類抗生素的使用量高達(dá)1.2×105t，如此大的使用量可能造成土霉素在環(huán)境中的殘留.2014年漢江平原的地表水中土霉素的檢出率為79%[2]，2013年6月海河的子牙河支流土霉素的檢出濃度高達(dá)97 434 ng/L[3].研究表明，土霉素對(duì)水生生物具有較強(qiáng)毒性，如當(dāng)土霉素暴露劑量在165.7 mg/L時(shí)，它能引起鯽魚(Carassius auratus)腎細(xì)胞DNA的損傷，具有一定的遺傳毒性[4]；對(duì)植物而言，它可以抑制青萍(Lemna minor)等植物葉綠素合成酶的活性[5]，因此開展土霉素的水質(zhì)基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)研究對(duì)保護(hù)我國淡水生物具有重要意義.

淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)是指水環(huán)境中的污染物質(zhì)或有害因素對(duì)淡水生物及其生態(tài)功能不產(chǎn)生有害效應(yīng)的最大劑量或水平[6].水質(zhì)基準(zhǔn)是國家制訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行水質(zhì)管理的科學(xué)依據(jù)和基石，歐美一些發(fā)達(dá)國家較早就開始了相關(guān)研究，已經(jīng)建立了較為完善的理論方法體系[7]，雖然我國對(duì)水質(zhì)基準(zhǔn)的研究起步相對(duì)較晚，但進(jìn)展十分迅速，我國從局部地表水或大陸地區(qū)地表水的范圍來推導(dǎo)土霉素的水質(zhì)基準(zhǔn)，取得了系列成果，如秦延文等[1]采用評(píng)價(jià)因子法對(duì)大遼河的幾種抗生素進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，通過毒性數(shù)據(jù)的搜集確定了土霉素的預(yù)測(cè)無效應(yīng)濃度值(1.04 μg/L)；陳麗紅等[8]搜集并篩選了4門10科共12個(gè)慢性毒性數(shù)據(jù)，采用毒性百分?jǐn)?shù)排序法計(jì)算得到了土霉素的預(yù)測(cè)無效應(yīng)濃度(4.93 μg/L).這些成果為土霉素保護(hù)淡水生物急慢性水質(zhì)基準(zhǔn)值的推導(dǎo)具有重要的意義.但目前我國尚未有針對(duì)土霉素的保護(hù)淡水生物標(biāo)準(zhǔn)建議值的相關(guān)研究，因此，開展土霉素的淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)研究對(duì)我國相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定起到一定的參考價(jià)值.

基于此，本研究在搜集我國本土物種毒理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，使用物種敏感度分布法(species sensitivity method，SSD)和毒性百分?jǐn)?shù)排序法(toxicity percentage ranking method，TPR)分別推導(dǎo)了土霉素的短期及長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)，并采用風(fēng)險(xiǎn)熵值法和概率法對(duì)我國部分地表水土霉素的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為我國地表水環(huán)境土霉素的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定和對(duì)PPCPs的科學(xué)管理提供依據(jù)與參考.

1 研究方法

1.1 毒性數(shù)據(jù)及環(huán)境實(shí)測(cè)濃度的收集與篩選

作為畜禽養(yǎng)殖中土霉素的常用制劑，土霉素鹽酸鹽和土霉素鈣在水中電離后，會(huì)分離出土霉素和鹽類.土霉素鹽酸鹽易溶于水，在水產(chǎn)中使用較廣泛，毒性略高于土霉素鈣；土霉素鈣能提高土霉素的穩(wěn)定性，可以有效降低土霉素的殘留，毒性略小于土霉素.在美國生態(tài)毒理數(shù)據(jù)庫(ECOTOX)、Web of Science和中國知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫中，搜索在我國廣泛分布的淡水生物的毒性數(shù)據(jù)，包括土霉素、土霉素鹽酸鹽和土霉素鈣的急性毒性數(shù)據(jù)〔半數(shù)致死濃度(LC50)、半數(shù)效應(yīng)濃度(EC50)〕和慢性毒性數(shù)據(jù)〔最低觀察效應(yīng)濃度(LOEC)、無觀察效應(yīng)濃度(NOEC)、最大容許毒物濃度(MATC)〕等.在中國知網(wǎng)以及Web of Science中使用關(guān)鍵詞“土霉素”“地表水”“濃度”搜索2007年1月—2022年3月間我國地表水中某月或年均的土霉素濃度值.

搜集到的毒性數(shù)據(jù)按照以下原則進(jìn)行篩選：①先對(duì)物種進(jìn)行篩選.依據(jù)《中國動(dòng)物志》《中國生物物種名錄》和《淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)技術(shù)指南》(HJ 831—2022)附錄B，選擇棲息或廣泛分布于我國的代表性淡水水生生物，棄用有害的外來入侵種.②對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)行篩選.關(guān)于暴露時(shí)間優(yōu)先選擇以下條件的數(shù)據(jù)，對(duì)于急性毒性數(shù)據(jù)，水生動(dòng)物中溞類和搖蚊類生物為48 h左右，其他物種為96 h左右，而水生植物的暴露時(shí)間為96 h左右；對(duì)于慢性毒性數(shù)據(jù)，水生動(dòng)物中，輪蟲為大于等于48 h，其他動(dòng)物大于等于21 d或覆蓋一個(gè)敏感生命階段；暴露方式采用流水式＞半靜態(tài)＞靜態(tài)的順序進(jìn)行篩選.③關(guān)于毒性數(shù)據(jù)的優(yōu)先性選擇，急性毒性數(shù)據(jù)通常為L(zhǎng)C50或EC50，不區(qū)分優(yōu)先性；慢性毒性數(shù)據(jù)的優(yōu)先性為 MATC ＞ EC20＞ EC10= NOEC ＞LOEC ＞ EC50＞ LC50.

1.2 物種敏感度分布法

SSD法建立在不同物種對(duì)污染物產(chǎn)生的劑量-效應(yīng)響應(yīng)關(guān)系[9].首先使用統(tǒng)計(jì)模型，如正態(tài)分布模型、對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型、邏輯斯蒂分布模型等對(duì)生物毒性數(shù)據(jù)的種平均值和累計(jì)概率進(jìn)行擬合，依據(jù)R2最大、均方根誤差(RMSE)最小的原則選出擬合程度最優(yōu)的模型.而后采用SSD曲線上累積概率5%對(duì)應(yīng)的濃度值，即保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)95%以上物種對(duì)應(yīng)的濃度(HC5)作為保護(hù)大多數(shù)物種的污染物濃度.HC5再除以AF得出短期水質(zhì)基準(zhǔn)(SWQC)和長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)(LWQC).AF為評(píng)估因子，其值根據(jù)推導(dǎo)基準(zhǔn)時(shí)所用的數(shù)據(jù)量、受試物種涵蓋范圍和數(shù)據(jù)擬合分布等情況綜合確定，一般取2～5，當(dāng)有效毒性數(shù)據(jù)包括的物種數(shù)量大于15時(shí)，取值為2；有效毒性數(shù)據(jù)包括的物種數(shù)量小于等于15時(shí)，取值為3[10].

1.3 毒性百分?jǐn)?shù)排序法

TPR法是US EPA推薦的推導(dǎo)水質(zhì)基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)方法[11]，該方法的制定包括基準(zhǔn)最大濃度(CMC)和基準(zhǔn)連續(xù)濃度(CCC).按照TPR法推導(dǎo)水質(zhì)基準(zhǔn)的要求，分別計(jì)算每個(gè)物種的種平均急性值(SMAV)、每個(gè)屬的屬平均急性值(GMAV)和累積概率(P)，其中SMAV和GMAV均采用幾何平均法計(jì)算；將GMAV值升序排列，次序?yàn)镽，選擇4個(gè)累積概率(P)〔P=R/(N+1)，其中N為屬的總數(shù)〕接近0.05的GMAV計(jì)算CMC.

式中：FAV為最終急性值，μg/L；CMC和GMAV分別為基準(zhǔn)最大濃度和屬平均急性值，μg/L；AF為評(píng)估因子，取值與SSD法保持一致；P為累積概率；A和S為計(jì)算中采用的中間符號(hào)，無特殊含義.CCC一般考慮污染物對(duì)水生動(dòng)植物的慢性效應(yīng)，與計(jì)算CMC的步驟相似[11].

1.4 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)熵值法(risk quotients，RQ)[12]被廣泛應(yīng)用于地表水污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，RQ表示風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，為地表水實(shí)測(cè)的土霉素濃度與推導(dǎo)的長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)閾值的比值.當(dāng)RQ≥1時(shí)，則生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高；當(dāng)0.1≤RQ＜1時(shí)，污染物具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)0.01≤RQ＜0.1時(shí)，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低；當(dāng)RQ＜0.01時(shí)，則目標(biāo)物對(duì)水生生物無風(fēng)險(xiǎn)[13].本研究采用該方法對(duì)土霉素在我國地表水范圍內(nèi)檢測(cè)到的土霉素進(jìn)行初步的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.

概率法是通過計(jì)算污染物的毒性效應(yīng)曲線和環(huán)境實(shí)測(cè)濃度效應(yīng)曲線重合部分的面積，來量化污染物的風(fēng)險(xiǎn)概率[14].首先將慢性毒性數(shù)據(jù)和土霉素地表水濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行自然對(duì)數(shù)的轉(zhuǎn)換，利用Matlab(2014b)軟件將二者的概率密度分布曲線繪制在相同的軸上，再計(jì)算兩正態(tài)分布曲線之間的重疊面積，該面積值即表示生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)概率.

2 結(jié)果與討論

2.1 毒性數(shù)據(jù)的收集與篩選

經(jīng)篩選，土霉素的急性毒性數(shù)據(jù)涉及輪蟲動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門、刺胞動(dòng)物門、脊索動(dòng)物門和綠藻門，共計(jì)5門10科13種(見表1).急性毒性數(shù)據(jù)中，最敏感的動(dòng)物是模糊網(wǎng)紋溞(Ceriodaphnia dubia)，最不敏感的動(dòng)物是藍(lán)綠鱗鰓太陽魚(Lepomis macrochirus)，二者的種平均急性值(SMAV)分別為0.18和831.6 mg/L〔見圖1(a)〕，相差4 620倍；最敏感的植物是羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)，SMAV為0.34 mg/L.慢性動(dòng)物數(shù)據(jù)涵蓋節(jié)肢動(dòng)物門、脊索動(dòng)物門和被子植物門共計(jì)3門9科10種(見表2).慢性毒性數(shù)據(jù)中，最敏感的動(dòng)物是虹鱒(Oncorhynchus mykiss)〔見圖1(b)〕，最不敏感的動(dòng)物是鯉魚(Cyprinus carpio)，二者的SMCV分別為0.22和2 000 mg/L，相差9 000倍.而植物中對(duì)土霉素最敏感的物種是水蘊(yùn)草(Egeria densa)，SMCV為0.07 mg/L.急慢性毒性數(shù)據(jù)都至少 包括10個(gè)物種，涵蓋了生產(chǎn)者(被子植物、藻類)、初 級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者等3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，滿足《淡水生 物水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)技術(shù)指南》(HJ 831—2022)的最少毒 性數(shù)據(jù)需求.

表1 土霉素對(duì)我國淡水生物的急性毒性數(shù)據(jù)Table 1 Acute toxicity data of oxytetracycline for freshwater aquatic organisms in China

表2 土霉素對(duì)我國淡水生物的慢性毒性數(shù)據(jù)Table 2 Chronic toxicity data of oxytetracycline for freshwater aquatic organisms in China

圖1 土霉素的急性、慢性動(dòng)物SMAV分布雷達(dá)圖Fig.1 Radar plot of acute and chronic toxicity distribution of oxytetracycline in animals

2.2 土霉素的水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)

本研究使用國家生態(tài)環(huán)境基準(zhǔn)計(jì)算軟件，分別采用正態(tài)分布模型、對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型、邏輯斯蒂分布模型、對(duì)數(shù)邏輯斯蒂分布模型對(duì)14個(gè)種平均急性值(SMAV)和10個(gè)種平均慢性值(GMAV)進(jìn)行SSD模型擬合.土霉素的急慢性毒性數(shù)據(jù)經(jīng)這4種模型擬合后，均能通過A-D檢驗(yàn)，且R2最大、RMSE最小的模型為擬合效果最優(yōu)的模型，其中急性毒性數(shù)據(jù)選擇邏輯斯蒂分布模型，慢性毒性數(shù)據(jù)選擇正態(tài)分布模型，R2分別為0.85和0.96，RMSE分別為0.103和0.054(見表3).本研究推導(dǎo)得出短期物種危害濃度HC5的急性毒性閾值為183.6 μg/L，慢性毒性閾值為56 μg/L(見圖2)，由于最終的急慢性的有效毒性數(shù)據(jù)包含的物種數(shù)量小于15，因此AF取3，即得到最后的短期水質(zhì)基準(zhǔn)為61.2 μg/L，長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)為 18.7 μg/L.

圖2 土霉素的急慢性物種敏感度分布曲線Fig.2 The acute and chronic species sensitivity distribution curves of oxytetracycline

表3 土霉素的急慢性SSD分布曲線擬合結(jié)果Table 3 Summary of fitting data with acute and chronic species sensitivity distribution of oxytetracycline

基于急性毒性數(shù)據(jù)，最敏感的4個(gè)屬分別是網(wǎng)紋溞屬、月牙藻屬、偽蹄形藻屬和臂尾輪蟲屬，GMAV分別為 0.18、0.34、0.6、1.87 mg/L(見表1)，依據(jù)式 (1)最終計(jì)算得到CMC為34.0 μg/L；將慢性動(dòng)物毒性數(shù)據(jù)按照GMCV進(jìn)行升序排列，最敏感的4個(gè)屬分別是水蘊(yùn)草屬、太平洋鮭屬、浮萍屬和真鮰屬，GMCV分別為 0.07、0.22、1.0、3.0 mg/L(見表2)，最終計(jì)算得到 CCC 為 7.4 μg/L.

2.3 基準(zhǔn)推導(dǎo)結(jié)果對(duì)比

本研究采用TPR法推導(dǎo)出的CCC是陳麗紅等[8]研究結(jié)果(4.93 μg/L)的2.3倍，但陳麗紅等[8]采用SSD法推導(dǎo)的長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)(22.8 μg/L)是本研究結(jié)果的1.2倍.陳麗紅等[8]依據(jù)化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)指導(dǎo)文件，搜集了包括鯉魚(Cyprinus carpio)、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)、尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)等10種動(dòng)物數(shù)據(jù)和近頭狀偽蹄形藻(Pseudokirchneriella subcapitata)、水蘊(yùn)草(Egeria densa)2種植物數(shù)據(jù)，推導(dǎo)用到的4個(gè)敏感屬分別為水蘊(yùn)草屬、小球藻屬，真鮰屬和鯛屬，GMCV分別為0.02、0.6、3.0和4.0 mg/L.本研究的CCC推導(dǎo)和陳麗紅等[8]選取的敏感屬都包括動(dòng)物和植物，其中最敏感的屬都是水蘊(yùn)草屬，數(shù)據(jù)來源相同，但本研究加入了來自同一篇文獻(xiàn)的值為0.25 mg/L的毒性數(shù)據(jù)，原因是兩個(gè)暴露濃度下的效應(yīng)終點(diǎn)均表現(xiàn)為水蘊(yùn)草(Egeria densa)的生長(zhǎng)抑制，增加物種的數(shù)據(jù)量，使基準(zhǔn)推導(dǎo)更具有科學(xué)性.真鮰屬則采用的是相同的數(shù)據(jù).此外，本研究的植物數(shù)據(jù)加入我國本土敏感的淡水水生植物—浮萍屬的毒性數(shù)據(jù)，而敏感動(dòng)物涵蓋了脊索動(dòng)物門和節(jié)肢動(dòng)物門，營(yíng)養(yǎng)級(jí)涉及范圍更廣，體現(xiàn)了本研究用于基準(zhǔn)推導(dǎo)的毒性數(shù)據(jù)具有一定的科學(xué)性和可靠性.

兩種基準(zhǔn)推導(dǎo)法的結(jié)果表明，SWQC為CMC的1.8倍，LWQC約為CCC的2.5倍(見表4).TPR法推導(dǎo)出的水質(zhì)基準(zhǔn)閾值對(duì)淡水生物的保護(hù)范圍更大，但由于依賴敏感物種的毒性數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中可能存在“過保護(hù)”現(xiàn)象，增加環(huán)境管理的負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)成本，甚至造成資源浪費(fèi)，并且我國的水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)方法側(cè)重于SSD法[30]，因此本研究選擇SSD法推導(dǎo)的短期及長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)值(分別為61.2和18.7 μg/L)作為最終的基準(zhǔn)推薦值.

表4 TPR和SSD法推導(dǎo)結(jié)果對(duì)比Table 4 Comparison of water quality criteria of oxytetracycline derived by TPR and SSD methods

2.4 我國部分地區(qū)地表水中土霉素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

通過文獻(xiàn)搜索，共獲得2007年1月—2022年3月的長(zhǎng)江、黃河和海河等7個(gè)流域地表水中不同季節(jié)的803條土霉素水環(huán)境濃度數(shù)據(jù)，我國部分地區(qū)地表水土霉素的濃度變化范圍較大，介于0.1～97 433.8 ng/L之間.從空間上整體來看，北方流域地表水中的土霉素檢出濃度高于南方.在各采樣點(diǎn)中，海河流域的子牙河支流(石家莊段)地表水的檢出濃度最高，為97 434 ng/L，在各流域中，松花江遼河流域地表水中土霉素檢出濃度的平均值最高，為57.35 ng/L，海河流域地表水中土霉素檢出濃度的平均值次之，為42.86 ng/L.北運(yùn)河和清河地表水中土霉素在冬夏兩季的檢出濃度也處于相對(duì)較高水平，超過400 ng/L.長(zhǎng)江流域地表水中土霉素檢出濃度的平均值為10.53 ng/L，各采樣點(diǎn)土霉素的環(huán)境濃度差距大，其中貴陽南明河和太湖連接長(zhǎng)江的支流地表水中土霉素的檢出濃度均在2 000 ng/L以上，而長(zhǎng)江口地表水中土霉素的檢出濃度僅為0.1 ng/L，其濃度之差在20 000倍以上；黃河流域、珠江流域和東南部流域地表水中的土霉素平均檢出濃度處于同一水平，在6.5～10 ng/L之間，其中珠江流域最低，為6.56 ng/L.內(nèi)陸河流域僅搜集到新疆賽里木湖的8個(gè)采樣點(diǎn)土霉素的檢出濃度，平均值為15.9 ng/L(見表5).

表5 七個(gè)流域地表水中的土霉素濃度Table 5 The concentrations of oxytetracycline in surface water of seven river basins

續(xù)表5

7個(gè)流域土霉素的最大檢出濃度均低于短期水質(zhì)基準(zhǔn)值，表明地表水中的土霉素不會(huì)對(duì)淡水生物造成急性毒性影響，而個(gè)別地區(qū)的土霉素濃度超過或接近長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)值，這些地區(qū)的土霉素含量可能對(duì)部分淡水生物產(chǎn)生慢性毒性影響.風(fēng)險(xiǎn)熵值法分析結(jié)果顯示，除了海河流域的子牙河支流(石家莊段)對(duì)淡水生物存在較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)外，其余采樣點(diǎn)地表水的實(shí)測(cè)濃度均低于長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)值.7個(gè)流域的RQ介于5.35×10—6～5.21之間，其中子牙河支流(石家莊市)的RQ值最高，該暴露濃度下，水蘊(yùn)草(Egeria densa)最先受到土霉素的毒性影響.進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)江流域的貴陽南明河、太湖連接長(zhǎng)江的支流的RQ值均為0.12，表明這2個(gè)區(qū)域的土霉素對(duì)淡水生物具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；洪湖周邊河流，海河流域的北運(yùn)河和清河RQ值介于0.01～0.1之間，處于較低的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其余地區(qū)地表水的土霉素濃度對(duì)淡水生物基本無生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，這初步表明我國地表水中土霉素對(duì)淡水生物的影響較小，但部分地區(qū)仍具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)(見表5).

由于內(nèi)陸河流域的采樣點(diǎn)數(shù)量非常有限，數(shù)據(jù)無法通過正態(tài)分布檢驗(yàn)，因此概率法并不適用，因此本研究使用概率法對(duì)其他6個(gè)流域地表水的土霉素濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.首先，將我國搜集到的這6個(gè)流域的地表水與急、慢性毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行概率法分析，得到的概率面積分別為0.253和0.364(見圖3)，表明淡水生物受到土霉素慢性毒性影響的可能性更大.6個(gè)流域的慢性毒性風(fēng)險(xiǎn)概率范圍為0.082～0.427，各流域慢性毒性的風(fēng)險(xiǎn)概率排序?yàn)楹：恿饔颍鹃L(zhǎng)江流域＞東南部流域＞黃河流域＞松遼河流域＞珠江流域.

圖3 我國6個(gè)流域的土霉素風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估Fig.3 Risk assessment of oxytetracycline in six regions in China

我國現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中未對(duì)土霉素做出規(guī)定，但在GB 3165—2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中獸藥最大殘留限量》中有明確標(biāo)準(zhǔn)，如家禽的肌肉組織中土霉素的殘留限值為200 μg/kg.美國1989年發(fā)布以土霉素、土霉素鹽酸鹽、土霉素鈣復(fù)合物為活性成分的農(nóng)藥產(chǎn)品注冊(cè)指南，對(duì)土霉素及其制劑的用量提出建議值，如兒童的正常使用劑量為25～50 mg/kg，但未發(fā)布過土霉素的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值；澳大利亞、新西蘭及歐盟等國家和組織也并未對(duì)土霉素的水質(zhì)基準(zhǔn)進(jìn)行建議值的發(fā)布.綜合上述水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)過程及對(duì)我國部分流域土霉素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，提出我國保護(hù)淡水生物的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建議值為18.7 μg/L.

雖然本研究的毒性數(shù)據(jù)篩選、基準(zhǔn)閾值推導(dǎo)方法和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程借鑒我國指南文件及已有研究，但仍存在不確定性.首先，生物毒性數(shù)據(jù)可能因?yàn)楹Y選原則的不同而變化，進(jìn)而影響基準(zhǔn)閾值的結(jié)果，不同地域的同種生物在藥物耐受上也可能存在差異，后續(xù)計(jì)劃利用本地種開展試驗(yàn)，對(duì)搜集的數(shù)據(jù)及基準(zhǔn)推導(dǎo)進(jìn)一步驗(yàn)證；其次，土霉素的淡水生物毒性可能不同程度地受pH、溶解有機(jī)質(zhì)、溫度等水質(zhì)參數(shù)的影響，目前的研究尚不能對(duì)這些因素的影響進(jìn)行定量校正；此外，土霉素的地表水環(huán)境暴露數(shù)據(jù)時(shí)間跨度為15年，具有時(shí)效性，且需要進(jìn)一步搜集淮河及西南地區(qū)地表水中土霉素環(huán)境濃度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以綜合評(píng)判我國地表水的風(fēng)險(xiǎn)情況.

3 結(jié)論

a) 土霉素的急性毒性數(shù)據(jù)涉及輪蟲動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門等5門10科13種，慢性動(dòng)物數(shù)據(jù)涵蓋節(jié)肢動(dòng)物門、脊索動(dòng)物門等3門9科10種；采用物種敏感度分布法得到SWQC和LWQC分別為61.2和18.7 μg/L，采用毒性百分?jǐn)?shù)排序法得到CMC和CCC分別為 34.0 和 7.4 μg/L.

b) 我國地表水中土霉素的濃度對(duì)淡水生物的風(fēng)險(xiǎn)總體較低，但部分地區(qū)仍存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).海河流域的子牙河支流(石家莊段)地表水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高，長(zhǎng)江流域的貴陽南明河及太湖連接長(zhǎng)江的支流地表水具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).7個(gè)流域的總慢性毒性風(fēng)險(xiǎn)概率為0.364，其中海河流域風(fēng)險(xiǎn)最大(0.427)，珠江流域最小(0.082).

c) 綜合考慮物種敏感度分布法和毒性百分?jǐn)?shù)排序法這兩種基準(zhǔn)推導(dǎo)方法的特點(diǎn)及在我國的適用性，建議我國保護(hù)淡水生物的土霉素地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值為 18.7 μg/L.