江蘇典型中華絨螯蟹養(yǎng)殖區(qū)抗生素污染特征與生態(tài)風(fēng)險評估

方 昊,余軍楠,王智峰,丁程成,夏 偉,趙 澄,袁和忠,王 壯,王 瑟,崔益斌②

(1.南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210044;2.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇 南京 210042;3.安徽省郎溪縣氣象局,安徽 宣城 242100)

抗生素作為飼料添加劑和治療藥物,能夠高效防治細(xì)菌性疾病并促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖生物生長[1],特別是大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、β-內(nèi)酰胺類、喹諾酮類和磺胺類抗生素,被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域。2013年我國共使用抗生素16.2萬t,占世界使用總量的一半[2]。研究表明,僅有20%～30%的抗生素能被水生生物吸收,其他則以原形化合物或代謝產(chǎn)物形式進(jìn)入水環(huán)境,并殘留于水體或隨懸浮物沉降匯集于水體沉積物中。殘留在水產(chǎn)品體內(nèi)或水環(huán)境中的抗生素長期存在,造成“假持續(xù)性污染”,不僅會導(dǎo)致人體產(chǎn)生過敏、慢性中毒等藥物不良反應(yīng),還會誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)。水產(chǎn)養(yǎng)殖水體及其沉積物是ARGs的重要貯庫。ARGs通過水平基因轉(zhuǎn)移(horizontal gene transfer,HGT)進(jìn)入人體病原菌,從而降低細(xì)菌性疾病的臨床治愈率?？股卦谒a(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的暴露及其潛在的生態(tài)和健康風(fēng)險已引起廣泛關(guān)注,抗生素污染已成為不可忽視的環(huán)境問題之一[3]。

目前,關(guān)于抗生素污染的研究已在我國很多地區(qū)開展[4-6]。中國是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國,2016年中國水產(chǎn)品產(chǎn)量為4.55×107t,占世界總產(chǎn)量的61.62%[7]。由于地形和氣候條件適宜,江蘇是我國開展大規(guī)模水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要省份之一。中華絨螯蟹是江蘇特色淡水養(yǎng)殖產(chǎn)品之一,2015年養(yǎng)殖量為3.65×105t,占全國總量的44%[8]。有報道[9]認(rèn)為中華絨螯蟹是我國抗生素污染最嚴(yán)重的5種水產(chǎn)品之一。江蘇作為中華絨螯蟹養(yǎng)殖大省,養(yǎng)殖水體抗生素污染狀況未知,研究數(shù)據(jù)較為匱乏。通過對江蘇省典型中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水體和沉積物中抗生素濃度進(jìn)行檢測,并對其生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行初步評價,為中華絨螯蟹養(yǎng)殖過程中抗生素規(guī)范化使用提供基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器:超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(UPLC-MS/MS,LC系統(tǒng)為Agilent 1290 Infinity,MS系統(tǒng)為AB SCIEX QTRAP 4500)、氮吹儀、固相萃取裝置、PSC-200泥采樣器(常州普森)、真空泵、色譜柱(Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18,150 mm×2.1 mm,3.5 μm)、Oasis HLB固相萃取柱(500 mg,6 mL)、超聲機、離心機、0.22 μm水相濾膜(GTTP04700,美國Merck Millipore公司)。

試劑:試驗用水為超純水;乙腈、甲醇為色譜純;硫酸、磷酸、磷酸二氫鈉和乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA)均為分析純;0.2 mol·L-1檸檬酸緩沖液。

抗生素目標(biāo)物:大環(huán)內(nèi)酯類(MCs)，阿奇霉素(AZI)、羅紅霉素(RTM)、螺旋霉素(SP)、鹽酸克林霉素(CLI-HCL)、克拉霉素(CTM)和克林霉素(CLI)6種;四環(huán)素類(TCs)，土霉素(OTC)、鹽酸金霉素(CTC-HCL)、強力霉素(DC)、鹽酸四環(huán)素(TC-HCL)、甲烯土霉素(MC)、鹽酸強力霉素(DXC)、去甲基金霉素(DTC)和四環(huán)素(TC)8種;β-內(nèi)酰胺類(LCs)，頭孢拉定(CED)和青霉素G鈉鹽(PEN-G)2種;喹諾酮類(QNs)，諾氟沙星(NOR)、環(huán)丙沙星(CIP)、鹽酸洛美沙星(LOM-HCL)、恩諾沙星(ENR)、依諾沙星(ENO)、麻保沙星(MBF)、沙拉沙星(SAR)、氟羅沙星(FLX)和氧氟沙星(OFL)9種;磺胺類(SAs)，乙?；前?SAAM)、磺胺吡啶(SPD)、磺胺嘧啶(SD)、嘧啶(PY)、磺胺甲惡唑(SMX)、磺胺甲二唑(SMTZ)、苯甲?；前?SB)、磺胺間甲氧嘧啶(SMM)、磺胺甲氧噠嗪(SMP)、磺胺喹惡啉(SCX)、磺胺苯吡唑(SPP)、磺胺噻唑(STZ)、磺胺間二甲氧嘧啶(SDX)、磺胺鄰二甲氧嘧啶(SDM)和磺胺對甲氧嘧啶(SMD)15種標(biāo)準(zhǔn)品。所有標(biāo)準(zhǔn)品均來自美國Sigma公司。

1.2 樣品采集及預(yù)處理

選取江蘇省GC1和GC2(高淳,31°19′17″ N,118°46′42″ E)以及JT1和JT2(金壇,31°40′36″ N,119°37′23″ E)4個典型中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘作為采樣點,于2016年8月在養(yǎng)殖塘GC1和GC2分別采集水樣(WGC1和WGC2)和沉積物樣品(SGC1和SGC2),于2017年1月在養(yǎng)殖塘JT1和JT2分別采集水樣(WJT1和WJT2)和沉積物樣品(SJT1和SJT2)。養(yǎng)殖塘GC1、GC2、JT1和JT2面積分別為1×104、6.67×103、4×104和1.47×104m2。每個采樣點均使用采水器在養(yǎng)殖塘中央和四周各采集1 L表層(水深0.5 m處)水樣,充分混勻后裝入5 L樣品瓶中。使用底泥采樣器采集各養(yǎng)殖塘中央和四周表層(0～1 cm)沉積物裝入封口塑料袋。采集后樣品立即存入保溫箱內(nèi)當(dāng)天運回實驗室,24 h內(nèi)完成預(yù)處理。另各取1 L水樣進(jìn)行水體理化指標(biāo)分析。

水樣由0.22 μm水相濾膜過濾后,準(zhǔn)確量取500 mL,加入2.5 mL 100 g·L-1Na2EDTA·2H2O溶液,采用7.35 mol·L-1H3PO4溶液調(diào)節(jié)pH值至3.0,攪拌混勻后使用固相萃取柱進(jìn)行富集。上樣前,將固相萃取柱依次采用6 mL甲醇、3 mL超純水和6 mL pH約為3.0的KH2PO4溶液進(jìn)行活化平衡;上樣時,水樣流速控制在4 mL·min-1左右;上樣后,采用6 mL超純水淋洗固相萃取柱,在負(fù)壓下抽干20 min,并采用6 mL甲醇洗脫。洗脫液在35 ℃水浴下采用氮氣吹至近干,最后加入甲醇定容至1 mL,待測。將沉積物樣品風(fēng)干粉碎,過0.25 mm孔徑篩備用。稱取4 g沉積物樣品于100 mL離心管中,并加入5 mL 0.1 mol·L-1Na2EDTA溶液和25 mL提取液〔V(0.2 mol·L-1檸檬酸緩沖液)∶V(甲醇)=1∶1〕,之后超聲15 min,振蕩10 min,按8 000 r·min-1(離心半徑為8 cm)離心15 min,重復(fù)3次,收集上清液并采用去離子水稀釋至500 mL,上清液富集、洗脫、氮吹和定容過程與水樣處理相同。

1.3 UPLC-MS/MS分析條件

液相色譜條件:流動相A為φ為0.2%的甲酸溶液,B為乙腈。色譜柱溫度為40 ℃,流速為0.3 mL·min-1,進(jìn)樣量為5 μL。

質(zhì)譜條件:采用電噴霧(ESI)離子源,正離子,按多反應(yīng)監(jiān)測模式(multiple reaction monitoring,MRM)掃描定量分析目標(biāo)污染物。氣簾氣(curtain gas,CUR)壓力為206 851.8 Pa,噴霧氣(ion source gas 1,GS1)壓力為241 327.1 Pa,輔助加熱氣(ion source gas 2,GS2)壓力為275 802.4 Pa,源溫度(temperature,TEM)為400 ℃,離子化電壓(ion spray voltage,IS)為5 500 V,碰撞氣(collision gas,CAD)壓力為41 370.36 Pa。

1.4 質(zhì)量控制

采用空白試驗控制實驗過程中人為或環(huán)境因素的影響;空白加標(biāo)用于保證實驗準(zhǔn)確性;每次測定樣品前重新配制工作液作為標(biāo)準(zhǔn)曲線,標(biāo)準(zhǔn)溶液校正點測定結(jié)果與其真值的偏差在±15%以內(nèi);每批樣品加入1個平行樣,平行樣測定結(jié)果相對偏差小于30%。結(jié)果顯示40種抗生素的回收率在70%～120%之間。以信噪比≥3時各目標(biāo)抗生素濃度或含量作為檢出限,水樣和沉積物樣品的檢出限分別為0.10～10.00 ng·L-1和0.001 0～2.000 0 ng·g-1。

1.5 水體理化指標(biāo)測定

總氮(TN)采用HJ 636—2012《水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》進(jìn)行測定;總磷(TP)采用GB 11893—89《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》進(jìn)行測定;CODMn參照GB 11892—89《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測定》進(jìn)行測定。

1.6 數(shù)據(jù)分析

水樣中抗生素濃度與水體理化指標(biāo)的Pearson相關(guān)系數(shù)分析采用Minitab 17.1軟件。

1.7 抗生素生態(tài)風(fēng)險評估

利用風(fēng)險商值法評估中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素生態(tài)風(fēng)險,風(fēng)險商值(risk quotient,RQ,QR)計算公式[10]為QR=CME/CPNE,其中,CME為抗生素實際濃度,ng·L-1;CPNE為預(yù)測無效應(yīng)濃度(PNEC),即風(fēng)險閾值,ng·L-1。

水體中PNEC的計算方法根據(jù)生物毒性數(shù)據(jù)情況選取:急性毒性數(shù)據(jù)PNEC為半致死濃度(LC50)或半效應(yīng)濃度(EC50)與評估因子(AF)的比值,AF取值1 000;慢性毒性數(shù)據(jù)PNEC為最低效應(yīng)濃度(LOEC)或最低無效應(yīng)濃度(NOEC)與AF的比值,AF取值100[11]。通過查閱文獻(xiàn)收集目標(biāo)抗生素對敏感物種的急性或慢性毒性數(shù)據(jù),并利用相應(yīng)的評估因子計算得到PNEC值。

根據(jù)抗生素的QR值分類評估其生態(tài)風(fēng)險等級:當(dāng)QR<0.1時為低風(fēng)險;當(dāng)0.1≤QR<1.0時為中等風(fēng)險;當(dāng)QR≥1.0時為高風(fēng)險[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)抗生素濃度水平

對江蘇4個中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘采樣點可能存在的大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、β-內(nèi)酰胺類、喹諾酮類和磺胺類5類40種抗生素進(jìn)行檢測,結(jié)果表明各樣點均檢出多種類型抗生素。5類抗生素在水樣和沉積物樣品中殘留水平的統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1～9。

2.1.1大環(huán)內(nèi)酯類抗生素

由表1～2可知,除CLI外,其他大環(huán)內(nèi)酯類抗生素在高淳2個養(yǎng)殖塘中均有檢出。除AZI外,WGC2樣品中其他大環(huán)內(nèi)酯類抗生素濃度均高于WGC1。WGC1和WGC2樣品中SP質(zhì)量濃度最高,分別為10.19和198.53 ng·L-1。金壇2個養(yǎng)殖塘水樣和沉積物樣品中僅檢出CLI,且濃度較低。

表1 水樣中大環(huán)內(nèi)酯類抗生素濃度Table 1 Concentration of macrolide antibiotics in water samples

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。WGC1和WGC2以及WJT1和WJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水樣。

表2 沉積物樣品中大環(huán)內(nèi)酯類抗生素含量Table 2 Concentration of macrolide antibiotics in sediments

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。SGC1和SGC2以及SJT1和SJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘沉積物樣品。

2.1.2四環(huán)素類抗生素

由表3～4可知,WGC1和WGC2樣品中僅檢出CTC-HCL,質(zhì)量濃度分別為55.41和241.99 ng·L-1,遠(yuǎn)高于WGC1和WGC2樣品中其他種類抗生素濃度。WJT1和WJT2樣品中僅檢出DC,質(zhì)量濃度分別為10.50和3.74 ng·L-1。研究區(qū)沉積物樣品中分別檢出6種和1種四環(huán)素類抗生素,總質(zhì)量濃度為2.367 0～3.706 2 ng·g-1。

表3 水樣中四環(huán)素類抗生素濃度Table 3 Concentration of tetracycline antibiotics in water samples

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。WGC1和WGC2以及WJT1和WJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水樣。

表4 沉積物樣品中四環(huán)素類抗生素含量Table 4 Concentration of tetracycline antibiotics in sediments

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。SGC1和SGC2以及SJT1和SJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘沉積物樣品。

2.1.3β-內(nèi)酰胺類抗生素

由表5可知,高淳中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水體中殘留β-內(nèi)酰胺類抗生素主要為CED,金壇養(yǎng)殖水體中主要為PEN-G。各采樣點水樣中β-內(nèi)酰胺類抗生素總質(zhì)量濃度范圍為5.72～13.26 ng·L-1。β-內(nèi)酰胺類抗生素在沉積物樣品中均未檢出。

2.1.4喹諾酮類抗生素

由表6～7可知,WGC1和WGC2樣品中共檢出NOR、CIP、LOM-HCL、ENR、ENO、MBF和SAR 7種喹諾酮類抗生素,WGC2樣品中喹諾酮類抗生素總質(zhì)量濃度高達(dá)825.99 ng·L-1,明顯高于WGC1樣品(50.71 ng·L-1)。WJT1和WJT2樣品中僅檢出FLX和OFL,喹諾酮類抗生素總質(zhì)量濃度分別為8.10和7.58 ng·L-1。高淳養(yǎng)殖塘沉積物樣品中檢測出6種喹諾酮類抗生素,且SGC1與SGC2樣品中各抗生素含量基本一致,但含量均較小。金壇養(yǎng)殖塘沉積物中未檢出喹諾酮類抗生素。

2.1.5磺胺類抗生素

由表8～9可知,高淳2個養(yǎng)殖塘水體中檢出SAAM、SPD、SDZ、SMX、SMTZ、SB、SMM、SMP、SCX、SPP、STZ和SDM,總質(zhì)量濃度為8.07 ～8.68 ng·L-1。金壇2個養(yǎng)殖塘水體中均檢出SMM、SDX和SDM,總質(zhì)量濃度為12.50～19.62 ng·L-1。而磺胺類抗生素在各養(yǎng)殖塘沉積物樣品中含量較小。

表5 水樣中β-內(nèi)酰胺類抗生素濃度Table 5 Concentration of β-lactam antibiotics in water samples

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。WGC1和WGC2以及WJT1和WJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水樣。

表6 水樣中喹諾酮類抗生素濃度Table 6 Concentration of quinolone antibiotics in water samples

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。WGC1和WGC2以及WJT1和WJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水樣。

表7 沉積物樣品中喹諾酮類抗生素含量Table 7 Concentration of quinolone antibiotics in sediments

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。SGC1和SGC2以及SJT1和SJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘沉積物樣品。

表8 水樣中磺胺類抗生素濃度Table 8 Concentration of sulfonamide antibiotics in water samples

ND為未檢出?？股孛Q見1.1節(jié)。WGC1和WGC2以及WJT1和WJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水樣。

表9 沉積物樣品中磺胺類抗生素含量Table 9 Concentration of sulfonamide antibiotics in sediments

ND為未檢出。抗生素名稱見1.1節(jié)。SGC1和SGC2以及SJT1和SJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘沉積物樣品。

2.2 抗生素濃度與主要水質(zhì)指標(biāo)的關(guān)系

為了進(jìn)一步了解研究區(qū)中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素殘留的影響因素,對水樣中抗生素濃度與ρ(TN)、ρ(TP)和CODMn等主要水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。由表10可知,除ρ(CLI)與ρ(TN)呈極顯著負(fù)相關(guān),CLI、DC和PEN-G濃度與CODMn呈顯著正相關(guān)以外,其他種類抗生素濃度與主要水質(zhì)指標(biāo)均相關(guān)不顯著。

表10 養(yǎng)殖塘水體抗生素濃度與主要水質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析Table 10 Correlations between antibiotic concentrations and water quality indexes

*表示P<0.05;**表示P<0.01?？股孛Q見1.1節(jié)。

2.3 抗生素生態(tài)風(fēng)險評估

基于最保守情況篩選出各種抗生素對最敏感水生生物的PNEC值,并根據(jù)測得的水體抗生素濃度,采用風(fēng)險商值法估算其生態(tài)風(fēng)險。由表11[6，13-28]可知,抗生素對藻類等浮游植物的生態(tài)風(fēng)險較高,而對無脊椎動物等浮游動物的生態(tài)風(fēng)險較低。WGC1樣品中SP,WGC2樣品中SP、CTM、CIP、ENR和SAR,WJT1樣品中PEN-G處于高風(fēng)險;WGC1樣品中CTM、CIP、ENR和SAR,WGC2樣品中RTM和PEN-G,WJT1樣品中OFL,WJT2樣品中PEN-G和OFL處于中等風(fēng)險;其他抗生素對研究區(qū)內(nèi)水生生物處于低風(fēng)險。

3 討論

利用UPLC-MS/MS對江蘇高淳和金壇4個中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水體和沉積物中抗生素進(jìn)行檢測,并初步評估其生態(tài)風(fēng)險。研究區(qū)水樣中共檢出32種抗生素,WGC1、WGC2、WJT1和WJT2樣品中抗生素總質(zhì)量濃度分別為143.85、1 321.25、49.73和36.66 ng·L-1,污染水平相對低于天津近郊地區(qū)淡水養(yǎng)殖水體[29]。WGC2抗生素總濃度最高,其中濃度最高的抗生素為CTC-HCL(241.99 ng·L-1),但四環(huán)素類抗生素在水中的穩(wěn)定性較差[15],如此高的濃度水平可能與其在研究期間的大量使用有關(guān);同時檢出CIP(168.81 ng·L-1)、SAR(165.40 ng·L-1)、NOR(126.17 ng·L-1)、ENR(117.42 ng·L-1)和ENO(103.08 ng·L-1)這5種喹諾酮類抗生素質(zhì)量濃度大于100 ng·L-1(表7)。喹諾酮類抗生素是近年來使用量較大的一類合成抗菌藥,在河流、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和污水處理廠等水環(huán)境中的檢出率和濃度均較高。LI等[10]則發(fā)現(xiàn)磺胺類是白洋淀水體中最主要的抗生素,這可能是由于不同地區(qū)藥物使用類型不同,不同水環(huán)境中抗生素的持久性和降解速率也不同。

研究區(qū)沉積物樣品中共檢出33種抗生素,但含量普遍較低(ND～3.228 0 ng·g-1),這可能是由于大部分殘留抗生素能直接在水體中降解。水解、光解和微生物降解是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)抗生素在水環(huán)境中降解的主要方式。CED在任何pH條件下都能發(fā)生水解反應(yīng)[30],這可能是各沉積物樣品均未檢出CED的主要原因。SMX在水環(huán)境中以直接光降解為主,降解率為48%。此外,抗生素在吸附過程中會與水體中金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),形成絡(luò)合物,從而降低抗生素的檢出率和檢測濃度[31]?；前奉愃幬锞哂袕V譜抗菌、價格低廉等優(yōu)點,在我國養(yǎng)殖行業(yè)中被廣泛使用,其在動物體內(nèi)的排泄率較高,這可能是導(dǎo)致其檢出率較高的原因。筆者研究發(fā)現(xiàn),沉積物樣品中磺胺類抗生素檢出率明顯高于其他種類,但磺胺類抗生素含量相對較低(ND～0.850 3 ng·g-1),這與CHEN等[32]對中國東南部主要海水養(yǎng)殖場沉積物中磺胺類抗生素的研究結(jié)果(ND～0.8 ng·g-1)相符。LI等[10]研究結(jié)果表明白洋淀沉積物中喹諾酮類、磺胺類和大環(huán)內(nèi)酯類抗生素平均含量分別為293、3.82和65.6 ng·g-1,高于筆者研究結(jié)果;XIONG等[33]也發(fā)現(xiàn)廣東淡水魚類養(yǎng)殖環(huán)境沉積物中抗生素濃度較高(ND～466 ng·g-1),且大多數(shù)種類抗生素在沉積物中含量高于其在水體中濃度,這可能是由于不同地區(qū)人類活動和養(yǎng)殖方式的不同造成對檢出的抗生素種類和濃度的影響不同。養(yǎng)殖塘GC2水體中大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類和喹諾酮類抗生素濃度明顯高于GC1,而在沉積物中含量卻相差不大,這可能是由于這些抗生素在水中的溶解度較高,以及2個養(yǎng)殖塘沉積物組成和結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致其對抗生素的吸附能力有所不同。

表11 研究區(qū)水體中目標(biāo)抗生素對應(yīng)最敏感物種的毒理數(shù)據(jù)和風(fēng)險商值Table 11 Aquatic toxicity data of target antibiotics to the most sensitive species

抗生素名稱見1.1節(jié)?！啊北硎緹o相關(guān)毒性數(shù)據(jù)。PNEC為預(yù)測無效應(yīng)濃度。WGC1和WGC2以及WJT1和WJT2分別為高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘水樣。

研究區(qū)抗生素濃度與主要水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果表明養(yǎng)殖水體有機污染程度可能會影響水環(huán)境中CLI、DC、PEN-G的遷移、擴散和降解,從而影響其在水環(huán)境中的殘留濃度。CLI與水體總氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)性,這可能是由于隨著水體富營養(yǎng)化程度增加,具有降解CLI功能的微生物大量繁殖,導(dǎo)致水環(huán)境中CLI濃度降低?？股卦谒h(huán)境中經(jīng)過光解、水解、底泥吸附、生物降解等一系列遷移轉(zhuǎn)化,其濃度和生物毒性也會隨之發(fā)生改變。水環(huán)境中抗生素的降解速率與溫度、pH、有機物濃度和溶解氧濃度等水環(huán)境因素有關(guān)，如秦延文等[6]發(fā)現(xiàn)水體中甲氧芐氨嘧啶(TMP)、CIP和NOR濃度與有機污染程度呈極顯著正相關(guān)。這種相關(guān)性為深入研究水體中抗生素的環(huán)境行為提供幫助,但這些水體理化性質(zhì)如何影響抗生素在水體中的生物轉(zhuǎn)化過程尚不明確,相關(guān)研究仍需加強。

水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中殘留的抗生素可能會對生態(tài)系統(tǒng)及人類健康產(chǎn)生不利影響[12]。筆者研究發(fā)現(xiàn),高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境均存在一定抗生素生態(tài)風(fēng)險。其中養(yǎng)殖塘GC2中CIP、ENR和SAR 3種喹諾酮類抗生素以及SP和CTM 2種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的生態(tài)風(fēng)險處于高風(fēng)險水平(RQ≥1),這表明這些殘留抗生素可能會對養(yǎng)殖水環(huán)境中的水生生物,特別是藻類等浮游植物,產(chǎn)生不利生態(tài)影響。以往研究[10]也表明,許多抗生素對淡水和海洋環(huán)境中的藻類有害。孫凱[34]對淮河入洪澤湖口水體中抗生素進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險表征,結(jié)果表明NOR、ENR和CIP對水體中相應(yīng)水生生物呈較高的生態(tài)風(fēng)險。雖然抗生素對浮游動物的生態(tài)風(fēng)險并不顯著,但藻類是水環(huán)境中食物鏈的基礎(chǔ),其產(chǎn)量的減少間接影響整個水生食物網(wǎng)。此外,水環(huán)境中高濃度殘留抗生素的長期存在,容易誘導(dǎo)環(huán)境中致病菌產(chǎn)生耐藥性,從而影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。此外,抗生素的大量使用可能會誘導(dǎo)中華絨螯蟹體內(nèi)產(chǎn)生抗性基因,這些抗性基因可以通過水平基因轉(zhuǎn)移方式進(jìn)入人體致病菌,影響抗生素藥物的臨床治療效果,對人類健康造成威脅?？傮w上,多種抗生素在江蘇高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境中被檢出,且能構(gòu)成一定程度的生態(tài)風(fēng)險,有必要密切關(guān)注相關(guān)抗生素使用情況,避免抗生素濫用。

4 結(jié)論

(1)高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境中均存在一定程度的抗生素污染。高淳養(yǎng)殖水體中檢出抗生素種類主要為喹諾酮類、四環(huán)素類和大環(huán)內(nèi)酯類,而金壇養(yǎng)殖水體中5類抗生素分布均勻。各養(yǎng)殖塘沉積物中抗生素含量普遍較低。

(2)研究區(qū)中華絨螯蟹養(yǎng)殖水體中CLI、DC和PEN-G濃度與CODMn呈顯著正相關(guān)。

(3)江蘇高淳和金壇中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境中殘留抗生素具有一定生態(tài)風(fēng)險,尤其是養(yǎng)殖塘GC2中大環(huán)內(nèi)酯類和喹諾酮類抗生素為高生態(tài)風(fēng)險等級,應(yīng)注意規(guī)范用藥加以防范。