岷江上游流域土壤抗生素殘留評價研究

馬曉黎 胡堯

摘 要：岷江上游流域土壤中含有一定量的抗生素，在不同濃度抗生素影響下的土壤會抑制自身呼吸，土壤的氧化作用也將受到影響，并且會導致土壤外部環境的變化。因此，如何有效降低抗生素對土壤的不良作用，對保護生態環境和維持相對健康的土壤環境十分重要。提升抗生素殘留整治能力，能夠提升土壤中微生物活性;因此，可通過抗生素殘留評定等方式，增強岷江上游地區的土壤抗生素治理效果。

關鍵詞：土壤抗生素殘留;評價研究;岷江上游流域

中圖分類號 X820.4文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）12-0099-03

抗生素自問世以來，不僅在臨床藥學領域得到廣泛應用，而且在農業土壤病蟲害防治領域也有所應用[1]。抗生素作為一種常用的化學藥物，在土壤中大量殘留會直接影響土壤環境，尤其對農作物的影響非常明顯。生物的抗藥性使得農作物對抗生素的吸收能力有限，多余的抗生素還是會殘留在土壤中，對土壤環境造成的影響逐漸累積加重。農作物被人食用后，人體也將直接吸收抗生素成分[2]，長此以往將可能對人體健康產生一定危害。為此，筆者針對四川省岷江上游流域地區開展專項土壤抗生素殘留評價研究，為有效降低土壤中抗生素含量提供參考。

1 岷江流域土壤環境現狀

1.1 土壤中糞便和尿液含量較高 糞便和尿液作為動物排泄物，在農業生產領域可作為副產品加工為尿素，讓農作物獲得對應的C、N等營養元素，是提升農作物生命力的重要手段，使農作物的產量更高[3]。但從環境保護方面來說，當糞便和尿液超過環境的承載力，無法在空氣中降解，就會對環境造成污染，進而影響周邊地區土壤或河流等環境。區域生態污染事件的頻發也讓土壤環境保護工程需早日提上議程。

1.2 農業土壤病蟲害問題日益凸顯 岷江上游流域地貌類型以山地為主，地形崎嶇復雜。當地農田中存在較多病蟲害，既影響了蔬果的正常生長，同時也破壞了周邊生態環境。因此，實際種植過程中，要展開全方位的消毒與防疫工作，以有效降低病蟲害對農田的不利影響;同時，對溫室土壤環境采取一定的控制措施，以降低病蟲害對溫室大棚農作物的影響。

1.3 生態環境存在失衡風險 近年來，岷江流域污染事件的頻發以及土壤酸堿度失衡、地質洪澇災害對土壤造成了次生影響，亟需在現有基礎上進一步提升岷江流域的生態環境平衡性，結合農田現狀開展環境專項整治行動，并通過加強沿線單位的執法力度，有效降低環境污染事件發生的概率[4]，以進一步保護岷江流域生態平衡。

1.4 沿岸農民素質有待提升 岷江沿岸農民大多以農業生產作為主要經濟來源，收入結構相對單一，農民素質普通偏低，使得其對于農業技術的掌握程度較低，進而導致農作物種植質量與管理效率較低[5]。因此，應由相關農業環境管理部門主導，對農民開展農業種植知識的專項培訓工作，進一步加強農民對環境的認識，提升其自身農業種植知識水平。

1.5 岷江上游土壤抗生素殘留仍處較高水平 盡管近年來在各方共同努力下，岷江上游地區土壤抗生素殘留情況有所好轉，但部分農民仍對抗生素藥效存在較高的依賴，認為抗生素農藥殺蟲效果更佳，因此在農業種植過程中依然大量使用抗生素，對土壤持續造成嚴重損害，進而導致土壤殘留抗生素的治理難度持續上升[6]。與其他地區相比，岷江上游地區土壤抗生素防治難度偏大，在未來較長一段時間內依然會繼續影響農作物生長，并制約地區經濟發展。

2 岷江流域土壤抗生素殘留測量

農業種植過程中使用的農藥和肥料中含有多種抗生素成分，導致生態系統無法保持平衡。以四環素類抗生素為例，雖然使用四環素抗生素可有效抑制土壤病蟲害問題，但四環素類抗生素本身存在副作用，會對土壤環境造成影響[7]。因此以四環素為例，研究測定土壤抗生素殘留的現狀和解決措施。

2.1 配制比例恰當的緩沖混合液 配制一定比例的緩沖液，將微量抗生素添加到溶液中，確保抗生素與純凈水的濃度比為1∶500。該濃度的緩沖液不僅能讓抗生素具備活性，還可讓抗生素溶液不會完全稀釋。量取對應比例溶液時，需看準對應試管刻度，確保抗生素緩沖混合液容量與濃度處于最佳值[8]。

2.2 觀察土壤樣本試驗指標 配制好緩沖混合液后，建立與土壤環境仿生度較高的培養環境，添加硫酸亞鐵、氯化鈉等試劑，與水充分攪拌后，調節酸堿度為中性，輔助高溫殺菌技術，測定土壤在對應環境下的呼吸作用與抑制性，觀察土壤樣本在不同時間維度內四環素的變化情況，通過分析四環素在不同時間內含量的變化，探究初步試驗結論。

2.3 檢測土壤樣本常見抗生素 選取好對應的土壤樣本后，添加對應抗生素（可根據實驗需要設置不同濃度或時間），觀察土壤樣本常見抗生素的變化趨勢，然后加入氯化鉀觀察與水稀釋后的溶液溶質變化情況。還可在相同濃度條件下，分別添加不同量級的純凈水，以測定在不同稀釋程度作用下土壤樣本抗生素含量的變化趨勢，也可使用光譜法測量對應值。

2.4 檢測結果 檢測結果顯示，四環素對土壤呼吸與抑制具有一定影響，若土壤中四環素濃度較高，則對應土壤呼吸作用受抑制程度也較高，且隨著時間的推移，土壤呼吸速率呈先增大后減小的趨勢，實驗第5天左右土壤呼吸率達到峰值，土壤呼吸作用的抑制在此時達到最佳效果[9]。

3 岷江流域土壤抗生素殘留評價實施策略

3.1 色譜檢測法 添加甲醇與檸檬酸混合溶液，將土壤樣本添加到對應試管中，通過色譜檢測觀察對應溶液中的待測變量濃度，采用萃取與定容的方法將待提取的萃取溶質進行提煉，使用色譜儀完成測定過程。該方法可較準確檢測土壤中主要抗生素的濃度變化情況。

3.2 抗生素質譜檢測 目前，抗生素質譜檢測大多通過色譜檢測法得出初步試驗結論，雖然能對待測樣本進行高標準檢測，但相同方法在不同配比溶質與溶液的作用下，也會對檢測結果產生一定影響。另外，不同抗生素的檢測結果存在一定差異，部分不易檢出的抗生素具有隱蔽特點[10]。

3.3 抗生素提取物有效回收率 不同抗生素提取物存在差異，這與試驗方法有關，比如在預先處理試驗樣本時適當降低基質反應的發生概率，將對改進提取物有效回收率有利。現階段仍以甲醇作為主要脫水溶劑，因此應進一步探索新興抗生素提取物，以提升提取物有效回收率。在不同時間維度下，抗生素提取回收率存在一定差別，一般在試驗后3～5d土壤呼吸效率達到最佳值，間接說明此時土壤對抗生素提取物回收率最佳，5d后的抗生素提取物回收率呈明顯下降趨勢，說明抗生素本身將影響土壤的氨化，土壤中的N與O濃度也將隨之變化。今后還需進一步探討最佳吸收反應時間，幫助后續研究取得階段性進展[11]。

3.4 抗生素加標回收指標 抗生素加標回收率存在理論指標值與實際回收指標值2個不同維度的變量概念。加入對應溶質稀釋后，添加溶質與高錳酸鉀，使其充分反應的同時，計算對應標準溶液濃度與加標溶液濃度的比值，即將加標前后的相關指標值進行減法運算，并除去實際測定的加標回收值，即可計算出最終的加標回收指標[12]。

4 完善土壤殘留評價指標的對策

4.1 改善土壤環境 改善土壤中抗生素殘留評價指標能夠針對性地完善土壤殘留抗生素的治理措施，進而有效改善岷江上游的土壤環境。現階段土壤環境污染問題日益加劇，這不僅需要農民具備良好的土壤保護意識與土壤環境防治知識，而且還要通過降低土壤抗生素濃度來間接改善土壤環境。土壤是農作物賴以生存的家園，若生態平衡被打破，土壤酸堿性與溫度指標將被破壞，進而影響農作物的正常生長，因此改善土壤環境能夠充分保障農民群體利益。

4.2 維持生態平衡 生態平衡的維持不僅需要保持較好的土壤環境，還需要其他生態環境參與者共同構建和諧的生態平衡，尤其是人類作為生態環境中重要的一環，更需要在經濟發展過程中遵守相關規章制度，適度開發，綠色生產，減少農藥、化肥的使用，進而降低環境破壞事件發生幾率，用實際行動改善現階段生態失衡局面，讓人類成為生態平衡的推動者。如此，農作物也能夠因生態環境的恢復而更加健康生長，食品質量和安全更有保障。

4.3 降低抗生素含量 雖然抗生素可有效降低病蟲害對農作物造成的不良影響，但其本身作為一種化學藥物，含有一定毒性，而農民無法準確測量抗生素的使用量和使用限度，為促進農作物生長，往往過量使用抗生素，最終導致生態失衡。因此，要通過系統的培訓教育，讓農民具備一定的環境保護意識[13];同時，相關部門應設置抗生素指導使用量，研發更環保的防治藥物等，將抗生素對土壤的不利影響降至最低，以有效保護土壤生態平衡。

4.4 優選提取液 使用不同種類提取液和萃取方法也將影響最終檢測結果。以抗生素為例，主要抗生素在提取與萃取過程中的反應圖表存在較明顯區別，不僅影響檢測結果和最終試驗結論，也意味著不同種類抗生素在土壤環境中的存在情況直接影響農作物對其的吸收與生長過程。選擇科學配比、具有環保特性的提取液也將有效改善土壤環境[14]。

4.5 探究農田中抗生素殘留水平 農田中抗生素含量的高低不僅影響農作物的生長，也將影響周邊居民區和農田的空氣質量和水流質量。土壤抗生素殘留評價指標的出現能夠有效改善以往研究存在的指標不明確、測試過程不明晰等問題，采用科學合理化的檢測方法清晰量化呈現農田抗生素殘留情況，提升研究數據的直觀性和可信度。王麗萍等[15]研究發現，低濃度的恩諾沙星（0.1mg/kg）可以促進土壤中微生物的生命活動，如生長與呼吸作用，而高濃度的恩諾沙星（2～20mg/kg）則對土壤微生物活性和有機物礦化表現出抑制作用。

5 結語

現階段岷江上游的土壤抗生素含量仍處于偏高水平，不僅影響周邊環境與空氣質量，還將對農作物帶來不良影響，間接造成食品安全與大氣污染等問題。目前，大多數學者傾向于利用微生物對土壤中抗生素進行降解（光解和水解），利用微生物降解的可行性較強，其在環境中培養抗生素耐藥菌的可能性更大。利用耐藥菌產生的降解酶是今后處理土壤中抗生素污染最可行的方式[16]。因此，開展抗生素殘留評價指標研究，能夠有效降低土壤抗生素含量、提升土壤氮濃度和農作物質量、改善土壤環境、優化生態環境，進而實現地區農業的綠色健康發展。

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（責編：徐世紅）