抗生素在多介質中污染現狀研究進展

張亞萍，拓田田，李金金

（楊凌職業技術學院，陜西 楊凌 712100）

0 引言

抗生素在醫學、農業、畜牧及水產養殖行業應用較為廣泛，是一類具有治療疾病和能促進生物體生長發育和代謝的化合物，目前較為常用的抗生素已有超過150 余種[1]。據估計，每年全球的抗生素消耗量大約在10～20 萬t，且消耗水平呈不斷增長趨勢。研究表明，抗生素的水溶性較強，但揮發性較弱，通過動物和人體的糞便、尿液等排泄物或人類生產與生活產生的廢水排到環境中的抗生素約占30%～90%，嚴重影響生態環境，其次，排入環境后的抗生素不斷通過食物鏈和食物網的富集，進而進入人體，對人體健康造成威脅，目前抗生素的污染現狀已引起相關專家學者的廣泛關注[2-3]。抗生素可對人體產生毒性損傷，具有致癌、致畸和致突變的“三致”作用及變態反應、過敏反應等[4]。目前，農田土壤[5-6]、水體[7]、人體尿液[8]、白菜[9]、雞肉和雞蛋[10-11]、食用魚[12]、新鮮雞糞[13]及其他動物源性食品中[14]均有不同程度抗生素檢出，提示抗生素在多介質存在廣泛，對生態環境和人體健康的風險不容小覷。目前對抗生素的研究大多停留在單一介質方面，對于抗生素在多介質的積累及其健康風險評估的綜述性研究較少，故本文在前人研究基礎上，對抗生素在多介質的賦存和健康風險評估進行總結并歸納，為后續相關研究提供支持與參考。

1 抗生素在多介質污染現狀

1.1 抗生素在水體中的賦存

抗生素在地下水中只能檢測到微量或痕量，若人體長時間暴露在這種環境中也會造成慢性毒性損傷[4]。文峰等[15]對成都地表水中典型抗生素的污染狀況進行了調查，發現12 種典型抗生素的濃度含量處于中等偏高水平，磺胺甲噁唑質量濃度最高，為3 118.0 ng/L；人獸共用類抗生素占比最大，為53.9%；大環內酯類和氟喹諾酮類均對研究區域水環境構成較重的生態風險。付曉燕等[16]發現某市畜禽養殖周邊水體19 種抗生素均檢出，其質量濃度分布范圍在2～2590ng/L，處于中等偏高水平，主要的抗生素風險因子為大環內酯類、磺胺類。楊大杰等[17]發現我國水環境中喹諾酮類抗生素環丙沙星和氧氟沙星濃度較高，具有一定的生態風險。地表水或畜牧場周邊水體中抗生素的不同檢出，提示某些人用或獸用的抗生素已經進入了食物鏈，水體中的抗生素可進入水生動物體內或進入土壤環境中，因此其污染現狀不容忽視，為了避免對人體或生態環境造成較大的風險，需要相關部門及時出臺政策，從源頭或中間環節進行治理，不斷改善和優化水處理工藝，提高治理水平。

1.2 抗生素在土壤中的賦存

土壤是自然環境的重要組成部分，農業與畜牧業的發展均離不開土壤，部分抗生素除用于動物疾病的治療外，還作為飼料添加在動物的飲食和飲水中。有些地方較為偏遠，養殖戶與農戶知識水平較為低下，在控制動物病蟲害和農業病蟲害方面知識欠缺，均以抗生素抗病蟲害為主，不規范使用抗生素，過渡甚至濫用抗生素，導致動物的排泄物排到土壤中，增加抗生素在土壤中的含量，增大人體健康損害的風險。吳建勇等[17]在東北某養殖場的土壤中檢測出了6 類29 種抗生素，以喹諾酮類和四環素類為主，絕大部分土壤中磺胺類抗生素具有較高的生態風險。馬曉黎等[18]研究岷江上游養殖場土壤中的抗生素含量，發現采集的土壤中均不成程度檢出了抗生素，以四環素類最高，部分地區處于中等風險水平。涂棋等[13]發現典型養雞場周邊土壤中四環素類含量最高，為9.92～133.95 μg/kg，喹諾酮類和大環內酯類含量為3.15～8.51 μg/kg、2.48～13.72 μg/kg，β-內酰胺類含量最低，為0.03～2.33 μg/kg，幾種主要抗生素均不同程度檢出。目前土壤中的抗生素可從人和動物的糞便排泄物來，也可經直接使用后直接殘留在土壤中，部分可能由于隨意丟棄某些抗生素和藥品導致直接進入土壤，提示需有靈敏的方法檢測土壤中的抗生素，并加大使用抗生素管理水平與降解評估。

1.3 抗生素在動物源性食品中的賦存

食物健康與人體息息相關，但為了防止動物產生疾病和促進動物盡快生長，在動物的飼料中添加了抗生素，導致抗生素在動物體內蓄積。雞肉具有“三低一高”的特點，即低脂肪、低熱量、低膽固醇和高蛋白，已作為優質動物蛋白來源被世界各地消費者所接受[19]。豬肉含有豐富的蛋白質和其他鈣、鐵、磷等微量元素，也深的大眾喜愛。方蘭云等[20]在寧波市2018—2020年動物源性食品中抗生素殘留狀況檢測時發現，恩諾沙星、環丙沙星、氧氟沙星等在淡水魚、養殖大黃魚、雞肉、雞蛋和豬肉中有不同程度檢出，總檢出率分別為21.2%、11.6%和2.8%。成人從動物源性食品攝入抗生素的暴露量為0.8～909.0 ng/（kg·d），兒童為0.6～518.9 ng/（kg·d），經風險評估，對人群健康風險很小。衛瑾瑾等[21]對河南省2019—2020 年動物源性食品中喹諾酮類抗生素殘留監測發現，所有類別樣品中均檢測出恩諾沙星，檢出率豬肉最高，雞肉最低。風險評估發現，河南省居民通過動物源性食品攝入恩諾沙星的暴露量低于國家標準，食品安全指數均＜1，處于相對安全水平。于博文[12]對淡水食用魚中磺胺類抗生素殘留進行了測定，發現12 種磺胺類抗生素在松花湖8 種魚類中的平均含量為1.27 ng/g，且均有不同程度檢出，但沒有超過國家相關標準。經評估，人體每日對8 種魚類的膳食暴露量較小，對居民不足以造成潛在健康風險。張利鋒等[22]采集河南省市售豬肉樣品362 份，喹諾酮類抗生素檢出率為7.18%，不合格率為2.48%。售豬肉存在一定的喹諾酮類抗生素殘留污染，劉少穎等[23]發現杭州市88 份動物性食品喹諾酮類抗生素殘留總檢出率為19.4%，7 份雞蛋樣品超標，超標率為7.9%，但未超過每日的安全攝入量，未對人體造成健康風險。羅寶章等[24]監測上海市連續5 年市售肉與肉制品中抗生素現狀，發現多種抗生素的總檢出率為16.03%，總超標率為1.97%，四環素類檢出率17.06%，為最高，上海市肉與肉制品抗生素膳食暴露量很低，對居民的健康風險較小。以上文獻調查顯示，動物性肉制品中抗生素雖對人群的健康風險較小或不足以造成健康風險，只是從單一食物途徑考慮，人體日均暴露量需從多種食物綜合評估，污染狀況仍不容忽視。

1.4 抗生素在其他介質中的賦存

牛達等[9]在含有不同質量比的抗生素（氟苯尼考、氯霉素和甲砜霉素）土壤中種植小白菜，發現3 種抗生素均可在小白菜中遷移蓄積，蓄積量以氟苯尼考最高，為4.71～410 μg/kg，氯霉素次之，為0～0.359 μg/kg，甲砜霉素最低，為0～0.161 μg/kg，當氟苯尼考在土壤中的質量比大于或等于25 mg/kg 時，兒童危害商大于1，對兒童具有非致癌風險。邢燕等[25]人采集170 份市售蜂蜜樣本，測定氯霉素和甲硝唑的殘留情況，發現氯霉素的檢出率最高，為15.3%，甲硝唑為1.2%，主要原因為蜂農治療蜂病使用的抗生素造成。蜜蜂一旦患有疾病，由于其流動性較大，導致疾病在蜜蜂之間迅速傳播，某些蜂農對相關治療藥物知之甚少，治病防病知識缺乏，因此大量使用或濫用抗生素，相關機構應加大知識宣傳，定期為蜂農開展技術培訓，必要時可進行考核。有研究發現，某養殖場的畜禽糞便中共檢出5 類14 種抗生素，喹諾酮類和β-內酰胺類主要存在于雞糞和牛糞中，豬糞中主要抗生素為喹諾酮類和四環素類[17]。由于機體不能很好的代謝抗生素，因此可在動物的糞便中檢測到。畜禽糞便中檢出的抗生素可隨雨水沖刷進入地下或通過施肥進入土壤，進而進入食物鏈和食物網系統，對人體造成危害。劉雨婷等[26]發現我國近30 年來市售奶中喹諾酮、磺胺甲惡唑和鏈霉素是殘留率最高的三大抗生素。奶制品是人體鈣的主要來源，對于促進人體發育和骨骼生長具有重要作用。相關部門還應積極構建奶制品的安全警戒線，主動加強監測，從奶牛的喂養、防病和治病環節嚴格管控，確保進入口中的食品安全。

2 總結與展望

抗生素為水溶性，殘存在水體、土壤、動物源性食品及其他食品等中的抗生素經食物鏈和食物網積累可對人體構成危害，導致耐藥性細菌的產生，目前大氣中抗生素的賦存情況報道極少，但是大氣中檢測出了耐藥細菌，大氣環境的流動性較高[27]，人體可直接吸入，是對人體構成危害的又一途徑；此外，臨床上濫用藥物屢見不鮮，某些醫院由于醫護人員抗生素的不合理使用，導致患者感染多重耐藥菌呈現不斷增多趨勢，過度浪費醫療資源，對患者身體健康產生了嚴重不良影響，兒童和老年人作為脆弱人群，免疫力和抵抗力均低于正常成年人，如果不合理使用抗生素，更易有較大的健康風險。

因此，對于環境介質（水體、土壤等）中殘存的抗生素，可進一步提高處理工藝，如吸附法、降解法和生物電化學方法等；相關部門對抗生素濫用、排污等情況進行源頭監管；要有更敏感的方法監測食品中的抗生素，必要時可進行源解析，追溯抗生素的源頭；抗生素健康評估的方法和體系還有待完善，目前文獻中對抗生素風險評估較為單一，如只考慮單一食物攝入，參考意義較小，人體每日膳食較為復雜，攝入食物多種多樣，需綜合多種食物的風險性進行判斷，為有關部門加強監管提供數據支撐；還應加強醫護人員知識，合理使用抗生素，對于診所、獸醫站等加強管理，定期開展知識培訓。