畜禽養(yǎng)殖廢水的抗生素污染現(xiàn)狀及檢測方法

摘 要：畜禽養(yǎng)殖業(yè)中使用的抗生素會對人類健康產生危害。目前我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)中出現(xiàn)抗生素應用不合理、消耗過量等情況，可以通過液相色譜法、微生物法、氣相色譜法、酶聯(lián)免疫吸附法等方法對畜禽養(yǎng)殖產生的抗生素污染進行檢測。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)需要加強對廢水的防治措施，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門也需要對畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的抗生素排放建立考評制度。

關鍵詞：抗生素;畜禽養(yǎng)殖;生態(tài)系統(tǒng);檢測方法

中圖分類號：S-3

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115036

收稿日期：2020-09-25

基金項目：遼寧省科學技術廳2020年度遼寧省科學事業(yè)工藝研究基金（軟科學研究計劃）項目“畜禽養(yǎng)殖業(yè)周邊地表水和地下水抗生素污染調查及防治對策研究”（項目編號：2020JH4/10100061）

作者簡介：楊碩（1986-），女，碩士，工程師。研究方向：環(huán)境監(jiān)測。

如今畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，隨著規(guī)模和產值的逐年增加，該產業(yè)趨于規(guī)模化、集約化。為實現(xiàn)利益最大化，畜禽養(yǎng)殖從業(yè)者在飼料中添加過量抗生素，以此來預防治療流行病并促進畜禽生長，因此畜禽養(yǎng)殖業(yè)已出現(xiàn)抗生素應用不合理、消耗過量的現(xiàn)狀。由于多數畜禽養(yǎng)殖場未經過環(huán)境影響評價，養(yǎng)殖場內污染防治措施不完備[1]，并且城市污水處理廠對抗生素類處理率低，大量抗生素經畜禽排泄物排出，直接流入水體、土壤，繼而帶來諸多生態(tài)環(huán)境問題。

1?抗生素的分類

抗生素一般是由細菌、霉菌等其它微生物產生的代謝產物（也可人工合成），具有抗病原體或其它活性，能干擾其它生活細胞發(fā)育功能，具免疫抑制作用。現(xiàn)今，抗生素廣泛用于醫(yī)藥和水產、畜禽養(yǎng)殖業(yè)，主要用于治療和預防生物的各種感染疾病。

抗生素定義的范圍越來越廣泛，基本上包括抵抗微生物、真菌、病毒、寄生蟲等作用的抗生素或抗菌素;近年來抗生素也囊括了源于微生物的酶抑制劑，共近萬種。抗生素按類型區(qū)分主要可以分為5類。

1.1?喹諾酮類抗生素

全部由人工合成，主要包括氧氟沙星、諾氟沙星、環(huán)丙沙星等。

1.2?β-內酰胺類抗生素

其結構式中包括β-內酰胺環(huán)，種類繁多，包括頭孢菌素、青霉素等。

1.3?大環(huán)內酯類抗生素

該類抗生素為靜止期抑菌劑，包括紅霉素、羅紅霉素等。

1.4?磺胺類抗生素

臨床應用較早，主要包括磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑等。

1.5?四環(huán)素類抗生素

來源于放線菌屬，是氫化駢四苯的衍生物[2]，包括土霉素、金霉素等。

2?抗生素的危害

抗生素對生物具有一定毒性，畜禽養(yǎng)殖業(yè)中使用的抗生素會對相關水域內的水生生物發(fā)生作用，并通過食物鏈在人類身體內富集，此外，畜禽養(yǎng)殖人員長期接觸低劑量抗生素也有一定風險，易產生如過敏、嘔吐、昏迷等藥物反應，嚴重時可造成死亡。抗生素也會對人體器官造成損傷，易引起貧血、耳聾、心血管疾病、糖尿病等多種疾病[3]。過量抗生素也會造成細菌耐藥性，導致藥物對疾病的治療效力降低，從而危害人類健康。

3?畜禽養(yǎng)殖業(yè)抗生素污染現(xiàn)狀

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，為追求利益最大化，畜禽養(yǎng)殖業(yè)開始出現(xiàn)養(yǎng)殖密度過高、喂食量過度、有效隔離空間不足、流行病愈加頻繁等問題。為預防及治療流行病及促進畜禽生長，養(yǎng)殖人員將抗生素藥物添入飼料中，以致畜禽養(yǎng)殖業(yè)出現(xiàn)抗生素應用不合理、消耗過量的現(xiàn)狀。我國每年約有6000t抗生素被添加至養(yǎng)殖飼料，占全球同類使用量的50%[4]。同時，經調查發(fā)現(xiàn)全國23個省市的規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場中未經過環(huán)境影響評價的養(yǎng)殖場占90%，缺少必要污染處理措施的養(yǎng)殖場占60%。大量抗生素通過畜禽體內，以原藥或者代謝物的形式經排泄物排出體外，由于城市污水處理設施對抗生素類去除率非常低，抗生素直接流入水體和土壤，繼而影響沉積物、地下水、空氣等生態(tài)系統(tǒng)。

研究表明，江西省養(yǎng)殖廢水與環(huán)境水體中檢出濃度最高的抗生素都是氧氟沙星，分別為0.911μg·L-1和0.464μg·L-1，養(yǎng)殖廢水中抗生素的殘留量普遍高于下游水環(huán)境，在部分下游水體中，四環(huán)素類和磺胺類抗生素有富集情況[5]。江蘇省的養(yǎng)殖排泄物中磺胺類抗生素檢出率最高，其中檢出率高于50%的有磺胺、磺胺二甲嘧啶、磺胺氯噠嗪[6]。廣東省對豬糞中的抗生素進行檢測，主要抗生素為恩諾沙星、環(huán)丙沙星、磺胺甲基嘧啶和磺胺甲噁唑[7]。俐勤等人對浙江省畜禽養(yǎng)殖場附近水體中的抗生素進行檢測，檢出率最高的是氟苯尼考，為70%，磺胺類的檢出率較低[8]。海南省的地表水體中抗生素的濃度范圍為3.4～1385.8ng·L-1，其中濃度最大的是磺胺甲噁唑，其抗生素殘留量明顯高于香港地區(qū)及廣州地區(qū)。

4?抗生素的檢測方法

4.1?預處理

4.1.1?固相萃取法

檢測方法中大多采用此法，利用固相萃取柱進行萃取濃縮，其吸附容量較大，萃取效率高[9]。

4.1.2?固相微萃取（SPME）技術

該方法靈敏度及精密度較低，且纖維易損壞，使用范圍有限。

4.1.3?氣浮溶劑浮選分離/富集技術

該方法中傳統(tǒng)氣浮溶劑具毒性，不宜推廣。

4.1.4?磁性固相萃取

該方法利用磁性吸附材料，分離更加簡易，吸附脫附高效快速，縮短預處理時長。

4.1.5?冷凍干燥法

該方法靈敏度低，耗時長，人力投入大，效率較低。

4.2?檢測方法

4.2.1?液相色譜法

目前多數研究采用的是超高效液相色譜—串聯(lián)質譜法，該方法抗干擾能力強、選擇性好、靈敏度高，適用于抗生素殘留的痕量檢測[8]。除此之外，液相色譜—紫外檢測器[9]、液相色譜—熒光檢測器也可以對抗生素進行檢測。

4.2.2?微生物法

微生物檢測法是通過微生物與藥物之間的作用，將樣品結果與標準溶液對照得出，對樣品中的抗生素進行定量分析。該方法成本低，但耗時長、靈敏度低，且易受干擾，對于抗生素的測定工作不適用[10]。

4.2.3?氣相色譜法

氣相色譜法選擇性好，靈敏性度高，但由于抗生素一般受熱不穩(wěn)定，或者為非揮發(fā)性物質，衍生化耗時長，分析誤差較大，所以該方法針對抗生素類的檢測不適用。

4.2.4?酶聯(lián)免疫吸附法

該方法主要原理是通過抗體與待測組分相互結合而進行檢測，該方法易操作，無萃取濃縮過程，但抗體制備時間長，耗時耗力，且易出現(xiàn)假陽性而影響檢測結果，固此方法仍有很大局限性。

5?結語

隨著社會對高蛋白需求的日益增強，畜禽養(yǎng)殖業(yè)得以迅猛發(fā)展。但同時，在飼料里添加抗生素的現(xiàn)象也非常普遍，在歐美等國家抗生素水平有所下降的趨勢下，身處亞洲的發(fā)展中國家抗生素水平普遍在逐年升高。抗生素消耗過量會帶來巨大危害，富集過多極有可能對人體器官產生損傷，除此之外，抗生素的過度使用還會引起細菌耐藥性，降低疾病治愈率。現(xiàn)今，國內多地畜禽養(yǎng)殖業(yè)需要加強建設廢水的處理措施，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門也需要加大監(jiān)管力度，對畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的抗生素排放建立考評制度。對畜禽養(yǎng)殖業(yè)中抗生素的研究，對檢測方法的建立與發(fā)展也尤為重要。此外，生態(tài)環(huán)境保護、衛(wèi)生防疫工作、執(zhí)法工作等相關部門也需協(xié)同合作，放眼全局，穩(wěn)步發(fā)展，共同防治抗生素帶來的環(huán)境污染。

參考文獻

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（責任編輯?李媛媛）