抗生素在多介质中污染现状研究进展

张亚萍，拓田田，李金金

（杨凌职业技术学院，陕西 杨凌 712100）

0 引言

抗生素在医学、农业、畜牧及水产养殖行业应用较为广泛，是一类具有治疗疾病和能促进生物体生长发育和代谢的化合物，目前较为常用的抗生素已有超过150 余种[1]。据估计，每年全球的抗生素消耗量大约在10～20 万t，且消耗水平呈不断增长趋势。研究表明，抗生素的水溶性较强，但挥发性较弱，通过动物和人体的粪便、尿液等排泄物或人类生产与生活产生的废水排到环境中的抗生素约占30%～90%，严重影响生态环境，其次，排入环境后的抗生素不断通过食物链和食物网的富集，进而进入人体，对人体健康造成威胁，目前抗生素的污染现状已引起相关专家学者的广泛关注[2-3]。抗生素可对人体产生毒性损伤，具有致癌、致畸和致突变的“三致”作用及变态反应、过敏反应等[4]。目前，农田土壤[5-6]、水体[7]、人体尿液[8]、白菜[9]、鸡肉和鸡蛋[10-11]、食用鱼[12]、新鲜鸡粪[13]及其他动物源性食品中[14]均有不同程度抗生素检出，提示抗生素在多介质存在广泛，对生态环境和人体健康的风险不容小觑。目前对抗生素的研究大多停留在单一介质方面，对于抗生素在多介质的积累及其健康风险评估的综述性研究较少，故本文在前人研究基础上，对抗生素在多介质的赋存和健康风险评估进行总结并归纳，为后续相关研究提供支持与参考。

1 抗生素在多介质污染现状

1.1 抗生素在水体中的赋存

抗生素在地下水中只能检测到微量或痕量，若人体长时间暴露在这种环境中也会造成慢性毒性损伤[4]。文峰等[15]对成都地表水中典型抗生素的污染状况进行了调查，发现12 种典型抗生素的浓度含量处于中等偏高水平，磺胺甲噁唑质量浓度最高，为3 118.0 ng/L；人兽共用类抗生素占比最大，为53.9%；大环内酯类和氟喹诺酮类均对研究区域水环境构成较重的生态风险。付晓燕等[16]发现某市畜禽养殖周边水体19 种抗生素均检出，其质量浓度分布范围在2～2590ng/L，处于中等偏高水平，主要的抗生素风险因子为大环内酯类、磺胺类。杨大杰等[17]发现我国水环境中喹诺酮类抗生素环丙沙星和氧氟沙星浓度较高，具有一定的生态风险。地表水或畜牧场周边水体中抗生素的不同检出，提示某些人用或兽用的抗生素已经进入了食物链，水体中的抗生素可进入水生动物体内或进入土壤环境中，因此其污染现状不容忽视，为了避免对人体或生态环境造成较大的风险，需要相关部门及时出台政策，从源头或中间环节进行治理，不断改善和优化水处理工艺，提高治理水平。

1.2 抗生素在土壤中的赋存

土壤是自然环境的重要组成部分，农业与畜牧业的发展均离不开土壤，部分抗生素除用于动物疾病的治疗外，还作为饲料添加在动物的饮食和饮水中。有些地方较为偏远，养殖户与农户知识水平较为低下，在控制动物病虫害和农业病虫害方面知识欠缺，均以抗生素抗病虫害为主，不规范使用抗生素，过渡甚至滥用抗生素，导致动物的排泄物排到土壤中，增加抗生素在土壤中的含量，增大人体健康损害的风险。吴建勇等[17]在东北某养殖场的土壤中检测出了6 类29 种抗生素，以喹诺酮类和四环素类为主，绝大部分土壤中磺胺类抗生素具有较高的生态风险。马晓黎等[18]研究岷江上游养殖场土壤中的抗生素含量，发现采集的土壤中均不成程度检出了抗生素，以四环素类最高，部分地区处于中等风险水平。涂棋等[13]发现典型养鸡场周边土壤中四环素类含量最高，为9.92～133.95 μg/kg，喹诺酮类和大环内酯类含量为3.15～8.51 μg/kg、2.48～13.72 μg/kg，β-内酰胺类含量最低，为0.03～2.33 μg/kg，几种主要抗生素均不同程度检出。目前土壤中的抗生素可从人和动物的粪便排泄物来，也可经直接使用后直接残留在土壤中，部分可能由于随意丢弃某些抗生素和药品导致直接进入土壤，提示需有灵敏的方法检测土壤中的抗生素，并加大使用抗生素管理水平与降解评估。

1.3 抗生素在动物源性食品中的赋存

食物健康与人体息息相关，但为了防止动物产生疾病和促进动物尽快生长，在动物的饲料中添加了抗生素，导致抗生素在动物体内蓄积。鸡肉具有“三低一高”的特点，即低脂肪、低热量、低胆固醇和高蛋白，已作为优质动物蛋白来源被世界各地消费者所接受[19]。猪肉含有丰富的蛋白质和其他钙、铁、磷等微量元素，也深的大众喜爱。方兰云等[20]在宁波市2018—2020年动物源性食品中抗生素残留状况检测时发现，恩诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星等在淡水鱼、养殖大黄鱼、鸡肉、鸡蛋和猪肉中有不同程度检出，总检出率分别为21.2%、11.6%和2.8%。成人从动物源性食品摄入抗生素的暴露量为0.8～909.0 ng/（kg·d），儿童为0.6～518.9 ng/（kg·d），经风险评估，对人群健康风险很小。卫瑾瑾等[21]对河南省2019—2020 年动物源性食品中喹诺酮类抗生素残留监测发现，所有类别样品中均检测出恩诺沙星，检出率猪肉最高，鸡肉最低。风险评估发现，河南省居民通过动物源性食品摄入恩诺沙星的暴露量低于国家标准，食品安全指数均＜1，处于相对安全水平。于博文[12]对淡水食用鱼中磺胺类抗生素残留进行了测定，发现12 种磺胺类抗生素在松花湖8 种鱼类中的平均含量为1.27 ng/g，且均有不同程度检出，但没有超过国家相关标准。经评估，人体每日对8 种鱼类的膳食暴露量较小，对居民不足以造成潜在健康风险。张利锋等[22]采集河南省市售猪肉样品362 份，喹诺酮类抗生素检出率为7.18%，不合格率为2.48%。售猪肉存在一定的喹诺酮类抗生素残留污染，刘少颖等[23]发现杭州市88 份动物性食品喹诺酮类抗生素残留总检出率为19.4%，7 份鸡蛋样品超标，超标率为7.9%，但未超过每日的安全摄入量，未对人体造成健康风险。罗宝章等[24]监测上海市连续5 年市售肉与肉制品中抗生素现状，发现多种抗生素的总检出率为16.03%，总超标率为1.97%，四环素类检出率17.06%，为最高，上海市肉与肉制品抗生素膳食暴露量很低，对居民的健康风险较小。以上文献调查显示，动物性肉制品中抗生素虽对人群的健康风险较小或不足以造成健康风险，只是从单一食物途径考虑，人体日均暴露量需从多种食物综合评估，污染状况仍不容忽视。

1.4 抗生素在其他介质中的赋存

牛达等[9]在含有不同质量比的抗生素（氟苯尼考、氯霉素和甲砜霉素）土壤中种植小白菜，发现3 种抗生素均可在小白菜中迁移蓄积，蓄积量以氟苯尼考最高，为4.71～410 μg/kg，氯霉素次之，为0～0.359 μg/kg，甲砜霉素最低，为0～0.161 μg/kg，当氟苯尼考在土壤中的质量比大于或等于25 mg/kg 时，儿童危害商大于1，对儿童具有非致癌风险。邢燕等[25]人采集170 份市售蜂蜜样本，测定氯霉素和甲硝唑的残留情况，发现氯霉素的检出率最高，为15.3%，甲硝唑为1.2%，主要原因为蜂农治疗蜂病使用的抗生素造成。蜜蜂一旦患有疾病，由于其流动性较大，导致疾病在蜜蜂之间迅速传播，某些蜂农对相关治疗药物知之甚少，治病防病知识缺乏，因此大量使用或滥用抗生素，相关机构应加大知识宣传，定期为蜂农开展技术培训，必要时可进行考核。有研究发现，某养殖场的畜禽粪便中共检出5 类14 种抗生素，喹诺酮类和β-内酰胺类主要存在于鸡粪和牛粪中，猪粪中主要抗生素为喹诺酮类和四环素类[17]。由于机体不能很好的代谢抗生素，因此可在动物的粪便中检测到。畜禽粪便中检出的抗生素可随雨水冲刷进入地下或通过施肥进入土壤，进而进入食物链和食物网系统，对人体造成危害。刘雨婷等[26]发现我国近30 年来市售奶中喹诺酮、磺胺甲恶唑和链霉素是残留率最高的三大抗生素。奶制品是人体钙的主要来源，对于促进人体发育和骨骼生长具有重要作用。相关部门还应积极构建奶制品的安全警戒线，主动加强监测，从奶牛的喂养、防病和治病环节严格管控，确保进入口中的食品安全。

2 总结与展望

抗生素为水溶性，残存在水体、土壤、动物源性食品及其他食品等中的抗生素经食物链和食物网积累可对人体构成危害，导致耐药性细菌的产生，目前大气中抗生素的赋存情况报道极少，但是大气中检测出了耐药细菌，大气环境的流动性较高[27]，人体可直接吸入，是对人体构成危害的又一途径；此外，临床上滥用药物屡见不鲜，某些医院由于医护人员抗生素的不合理使用，导致患者感染多重耐药菌呈现不断增多趋势，过度浪费医疗资源，对患者身体健康产生了严重不良影响，儿童和老年人作为脆弱人群，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，更易有较大的健康风险。

因此，对于环境介质（水体、土壤等）中残存的抗生素，可进一步提高处理工艺，如吸附法、降解法和生物电化学方法等；相关部门对抗生素滥用、排污等情况进行源头监管；要有更敏感的方法监测食品中的抗生素，必要时可进行源解析，追溯抗生素的源头；抗生素健康评估的方法和体系还有待完善，目前文献中对抗生素风险评估较为单一，如只考虑单一食物摄入，参考意义较小，人体每日膳食较为复杂，摄入食物多种多样，需综合多种食物的风险性进行判断，为有关部门加强监管提供数据支撑；还应加强医护人员知识，合理使用抗生素，对于诊所、兽医站等加强管理，定期开展知识培训。