抗生素在环境中的转归及其生态毒性
《2024年抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除研究进展》范文
《抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除研究进展》篇一一、引言随着现代医学的进步，抗生素在人类和动物疾病治疗中发挥着至关重要的作用。
然而，抗生素的广泛使用也导致了其在环境中的大量残留，进而引发了抗生素抗性基因（ARGs）的扩散问题。
这些现象不仅对生态环境造成潜在威胁，也对人类健康构成风险。
因此，关于抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除的研究显得尤为重要。
本文将就这一主题展开讨论，并探讨其研究进展。
二、抗生素在环境中的污染现状抗生素在环境中的污染主要来源于医疗废水、制药废水、农业活动和家庭垃圾等。
随着污水处理设施的不足或处理不当，大量抗生素未经有效处理便直接排放到自然环境中，导致水体、土壤和底泥中的抗生素残留量不断上升。
三、抗性基因的扩散与影响抗生素的选择压力促进了抗性基因的扩散和演变。
这些抗性基因可以在细菌之间水平转移，不仅影响人类健康，也可能导致生态环境中的微生物平衡失调。
尤其是那些可以传播至病原体并赋予其抗生素抗性的基因，更是引发了广泛的关注和担忧。
四、抗生素在环境中的降解机制抗生素的降解主要通过生物降解和物理化学过程。
生物降解主要依赖于微生物的代谢活动，包括细菌、真菌和藻类等。
物理化学过程则包括光解、氧化还原反应等。
此外，一些新型材料和技术也被应用于抗生素的降解，如纳米材料和高级氧化技术等。
五、抗性基因的去除方法抗性基因的去除是环境科学和医学领域的重要研究课题。
目前的研究主要集中在以下几个方面：一是通过改进污水处理技术来减少抗性基因的排放；二是利用新型生物技术或纳米技术来直接破坏抗性基因；三是通过改变环境条件来降低抗性基因的存活率。
此外，生态修复技术和农业管理措施也是有效的抗性基因去除手段。
六、研究进展及展望近年来，随着科研人员对抗生素及其抗性基因问题研究的深入，诸多新技术和新方法不断涌现。
比如纳米技术的运用，能有效降解环境中的抗生素；光催化技术和酶工程的应用，有助于高效地破坏抗性基因。
14章3-抗生素环境毒理学
（二）水环境介质抗生素毒性
降解会导致比有氧降解产生出毒性更大的副产物 如硫化物和氨气。导致底泥有机物的降解率的下 降。 3、水产养殖中使用的抗生素可对水生生物和昆虫
的生长产生强大的抑制或杀灭作用。另外，抗生
素还可随动物的粪尿和城市污水施入农田，对农 田造成污染。
17
（二）水环境介质抗生素毒性
多倍体这样的染多倍体这样的染色体组突变。
28
四、抗生素的分子生态毒理研究进展
DNA 链断裂也属DNA 损伤。很多物质能够引 起DNA 链直接断裂, 比如污染物代谢生成的自由基
和去碱基位点, 能够引起DNA 分子内磷酸二酯键的
断裂。当动物细胞遭受持续的氧化应激、脱嘌呤作
用和内源亲电子受体如环氧乙烷的作用, 就会产生
4、抗生素可诱导菌体内产生耐药基因，又由 于耐药基因的易传播性，将极易产生高度耐药 的多重耐药菌，使环境变成一个极大的耐药基 因库。如果耐药基因从非致病菌转入致病菌， 则可对人类造成相当大的危害。
18
四、抗生素的分子生态毒理研究进展
国内外大部分环境污染物的毒理效应研究都还处 在个体水平, 利用急性毒性试验的生物检测指标判断 污染物的毒性效应。急性毒性实验更适用于高污染介 质的毒性评价, 而对于低水平的环境污染的评价则显 得无能为力。 例如, 一些致畸作用的发生就没有临界值, 在远低 于可测生态效应产生的剂量条件下, 就可能出现不可 接受的风险。因此, 建立更为精确和敏感的生态毒理 指标和方法, 进行环境亚致死含量抗生素的生态毒性 效应及危害的诊断十分必要。
变化会导致严重的遗传效应, 一旦损伤发生,
修复能力即被诱导, 各种修复酶增加并被活
化; 如果损伤不能被修复, 则产生DNA结构和
【精选】抗生素在环境中的降解
抗生素在环境中降解的研究进展时间：2009-04-23来源：互联网作者：康大夫点击： 923 网友评论分享到微博抗生素是世界上用量最大、使用最广泛的药物之一。
欧洲1999年抗生素的使用量为1 328吨，其中35％用于动物；美国2000年抗生素的用量约为16200吨，约70％用于畜牧水产养殖业；全球抗生素年均使用总量约为100000吨～200000吨。
我国每年也有成千上万吨的抗生素类药物被用于畜禽养殖业和人的医疗中。
多数抗生素类药物在人和动物机体内都不能够被完全代谢，以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外。
排出体外后的抗生素代谢物仍然具有生物活性，而且能够在环境中进一步形成母体。
近年来的资料表明，抗生素在我国许多地区的污染相当严重。
在长江三角洲地区，城市生活污水、畜禽养殖场废水和水产养殖废水都是水环境潜在的抗生素污染源。
3种典型废水中，养猪场废水检出抗生素的种类最多，浓度也最高；磺胺类检出频率最高，尤其是磺胺甲恶唑、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲氧嘧啶。
叶计朋等在珠江三角洲水体中发现，珠江广州河段(枯季)和深圳河抗生素药物污染严重，最高含最达1 340 ng／L，河水中大部分抗生素含量明显高于美国、欧洲等发达国家河流中药物含量，红霉素(脱水)、磺胺甲恶唑等与国外污水中含量水平相当甚至更高。
在重庆，多种水体中普遍存在痕量水平的抗生素。
其中以污水处理厂进水检出的抗生素种类最多，畜牧养殖场下游地表水的氯四环素检出最高浓度。
1、抗生素在环境中的吸附和迁移抗生素一旦释放进入环境后分布到土壤、水和空气中，便会在土壤、水和沉积物中重新分配，常常会经过吸附、水解、光降解和微生物降解(有氧和无氧降解)等一系列生物转化过程，它反映了抗生素与水体有机质或土壤、沉积物相互作用，并可预测抗生素对环境影响的大小。
一般易被土壤或沉积物吸附的抗生素，在环境中较稳定，易在土壤或沉积物中蓄积，但污染水体的风险较小。
1．1 抗生素被土壤的吸附作用吸附是抗生素在土壤环境中迁移和转化的重要过程，其很大程度上取决于抗生素和土壤的特性。
抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除研究进展
抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除研究进展抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除研究进展引言：抗生素是一类能够抑制或杀灭细菌的药物，被广泛应用于医学、农业和畜牧业等领域。
然而，长期和滥用的抗生素使用导致了环境中的抗生素污染问题。
抗生素及其抗性基因在环境中的存在，不仅威胁人类健康，还对生态系统稳定性产生负面影响。
因此，研究抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除具有重要意义。
一、抗生素及其抗性基因的环境污染抗生素及其代谢产物在医疗废水、养殖废水、农田施药等活动中进入环境水体，形成了抗生素的环境污染。
抗生素污染的主要来源是抗生素的应用和排放，其中特别是畜牧业的抗生素使用量占比较高。
此外，抗生素使用和废弃药物丢弃不当等因素也加剧了抗生素及其抗性基因的环境污染。
抗生素及其抗性基因的环境污染给水体生态安全和人类健康带来了极大的风险。
二、抗生素及其抗性基因的降解机制抗生素及其抗性基因在环境中的降解与细菌、真菌、植物等生物以及光化学反应、热解等非生物因素有关。
生物降解是抗生素及其抗性基因在环境中最为重要的降解方式。
细菌通过产生酶降解抗生素，真菌和植物通过化学代谢作用使抗生素减少活性，从而实现降解的目的。
此外，光照、温度和pH值等环境因素对抗生素的降解也起到一定的影响。
三、抗生素及其抗性基因的去除技术针对抗生素及其抗性基因的环境污染问题，科研人员开展了多种去除技术的研究。
常见的技术包括生物吸附、化学氧化、光解和电化学降解等。
生物吸附是指利用生物材料高效去除抗生素及其抗性基因的技术。
化学氧化是通过增加氧化剂或还原剂来降解抗生素及其抗性基因。
光解是利用紫外光或可见光来引发降解反应。
电化学降解是利用电化学反应中的电流、电压和电极上的起到去除抗生素及其抗性基因的作用。
这些去除技术在一定程度上可以有效去除水体中的抗生素及其抗性基因。
四、抗生素及其抗性基因的环境风险评估与监测抗生素及其抗性基因的环境风险评估和监测是保护环境和人类健康的必要手段。
水环境中抗生素的来源、归趋、循环及生物效应
水环境中抗生素的来源、归趋、循环及生物效应发布时间：2023-02-01T05:12:45.148Z 来源：《科学与技术》2022年第16期8月作者：肖永锋[导读] ：抗生素自20世纪40年代引入医学以来，一直是现代医疗保健的核心。
因为抗生素的使用原来越广泛，水环境中已经检测出了相当浓度的抗生素，这些都对水生态环境系统造成严重影响，并且对水体中生物产生毒害作用。
肖永锋（佛山市玉凰生态环境科技有限公司广东佛山 528000）摘要：抗生素自20世纪40年代引入医学以来，一直是现代医疗保健的核心。
因为抗生素的使用原来越广泛，水环境中已经检测出了相当浓度的抗生素，这些都对水生态环境系统造成严重影响，并且对水体中生物产生毒害作用。
本文通过对水环境抗生素来源及其在水环境中的循环进行总结，了解抗生素在水环境中的发生，为水环境中抗生素的去除提供参考依据。
关键词：抗生素，水环境，循环，降解1.引言抗生素（Antibiotics）指由细菌、霉菌或其他微生物在生活过程中所产生，具有抗病病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰或抑制致病微生物的生存，广泛地应用于人类及动物的疾病防治、农业生产、畜牧及水产养殖等领域[1]。
2000年至2010年间，抗生素药物的消费量增加了35%，巴西、俄罗斯、印度、中国和南非等发展中国家抗生素的消费量占这一增长的76%[2]。
虽然抗生素已经使用了几十年，仅在最近几年才对抗生素物质进行更复杂的调查。
并且由于传统的污水处理厂并不针对污水中抗生素的去除，因此大量的抗生素药物会随污水处理厂的尾水进入环境[3]。
在污水处理厂（STP）出水和地表水中发现了大量的药物残留，包括消炎药，脂质调节剂和β-受体阻滞剂。
它们在STP出水中的浓度范围高达5μg/L。
[3]。
抗生素的大量生产、使用、甚至滥用，抗生素和抗性基因（耐药性）污染已经成为一个全球性的环境健康问题[4]。
通过研究抗生素的来源、迁移、转化，了解抗生素在水环境中的循环及迁移、转化，对我们控制抗生素及抗性基因耐药性污染具有指导意义。
《2024年磺胺类抗生素污染现状及其环境行为的研究进展》范文
《磺胺类抗生素污染现状及其环境行为的研究进展》篇一一、引言随着现代医学的进步和抗生素的广泛应用，磺胺类抗生素已成为兽医临床及人类治疗中的常见药物。
然而，抗生素的不合理使用与过量使用导致的环境问题日益突出。
本篇论文将详细阐述磺胺类抗生素的污染现状，以及其在环境中的行为研究进展。
二、磺胺类抗生素的污染现状磺胺类抗生素（SAs）在农业和人类医疗中有着广泛的应用，如磺胺甲噁唑、磺胺二甲嘧啶等。
这些药物在使用过程中，一部分会随着动物排泄物和人类排泄物进入环境，造成环境污染。
此外，工业废水处理不当、农业灌溉等也可能导致磺胺类抗生素进入水体、土壤等环境介质中。
目前，磺胺类抗生素的污染问题已经引起了广泛关注。
研究显示，磺胺类抗生素在各种水体、土壤、底泥等环境中均有检出，且浓度逐渐升高。
这些污染物可能对生态环境和人类健康造成潜在威胁。
三、磺胺类抗生素的环境行为研究进展磺胺类抗生素在环境中的行为复杂，包括吸附、降解、转化等多个过程。
以下为磺胺类抗生素环境行为的研究进展：1. 吸附行为：磺胺类抗生素在环境中的吸附行为受多种因素影响，如环境介质（水体、土壤等）、温度、pH值等。
研究显示，磺胺类抗生素在水体中的吸附过程可能受到颗粒物、有机质等因素的影响，而在土壤中的吸附则与土壤类型、土壤有机质含量等因素有关。
2. 降解与转化：磺胺类抗生素在环境中的降解与转化过程是研究重点。
研究显示，微生物在磺胺类抗生素的降解过程中起关键作用。
此外，光解、化学氧化等过程也可能参与磺胺类抗生素的转化。
3. 环境归趋：磺胺类抗生素在环境中的归趋受其物理化学性质、环境因素等多种因素影响。
研究显示，磺胺类抗生素可能通过食物链进入人体，对人类健康造成潜在威胁。
此外，长期积累的磺胺类抗生素可能对生态环境产生不良影响。
四、结论与展望目前，磺胺类抗生素的污染问题已成为环境保护领域的重要课题。
通过对磺胺类抗生素的污染现状及环境行为的研究，我们可以更好地了解其在环境中的行为规律，为制定有效的污染控制策略提供依据。
海洋中的抗生素和农药污染会对海洋生物和环境造成哪些危害
海洋中的抗生素和农药污染会对海洋生物和环境造成哪些危害近年来，随着人类经济的发展和人口的日益增长，化学品污染已经成为全球环境面临的一大问题。
其中，海洋中的抗生素和农药污染越来越受到人们的关注。
这些化学品进入海洋环境后，不仅会对海洋生物造成危害，还会损害整个海洋生态系统的健康。
一、抗生素污染对海洋生物的影响1.1 纵向污染抗生素经过生物代谢后，不仅进入到环境中，还能沉积到海洋沉积物中，一旦积累到一定程度，就会引起海洋生态系统的纵向污染。
这会对海洋生物产生长期的污染和危害，其中包括鱼类、贝类和其他底栖生物。
1.2 横向污染当抗生素与海洋生态系统中的其他生物体接触时，就可能导致横向传播。
这种传播可能通过食物链或其他途径发生。
抗生素可能在食物链的高端累积，从而对鱼类和其他生物造成危害。
1.3 抗生素耐药性抗生素的大量使用可能会导致细菌产生耐药性，在抗生素过多的环境中，细菌可以快速繁殖，并传播到其他人类无法控制的区域。
这种形式的抗生素污染是一种与海洋生态系统健康和养殖产业挑战相结合的复杂问题。
二、农药污染对海洋生物的影响2.1 健康危害农药污染可能对海洋生物的健康造成严重的危害。
不同类型的农药可能对海洋生物的生长、繁殖和免疫系统产生影响。
低浓度的农药污染可能会对海洋生物的行为、死亡率和生育率产生影响。
2.2 生态系统稳定性农药污染可能破坏海洋生态系统的稳定性。
农药可能杀死某些种类的浮游生物，这可能导致整个生态系统中的许多物种数量减少，从而引发更大的生态问题。
2.3 拥挤海域的重大问题许多科学家和环保专家因担心大规模农药和化学品使用会破坏海洋生态系统而表达忧虑。
他们担心这些化学品有可能在整个海洋生态系统中积累，同时还不断进一步造成对其他生物的威胁，使整个海洋生态系统变得严重不稳定。
三、结论最后，人们需要重视海洋环境中的抗生素和农药污染对整个海洋生态系统造成的危害。
随着全球化和化学品使用的不断增多，有关海洋污染的问题将变得更为严重。
环境中磺胺类抗生素的生物降解及其抗性基因污染现状
环境中磺胺类抗生素的生物降解及其抗性基因污染现状环境中磺胺类抗生素的生物降解及其抗性基因污染现状随着人口的急剧增加和经济的迅猛发展，环境污染问题日益引起人们的关注。
磺胺类抗生素作为一类常见的抗生素药物，在临床上广泛应用，对治疗细菌感染具有显著的疗效。
然而，由于患者使用不当、医疗废水排放、兽药使用、粪便和尿液排泄等原因，大量的磺胺类抗生素进入环境，给水生态系统带来严重的威胁。
磺胺类抗生素在环境中的生物降解是研究的重要方向之一。
磺胺类抗生素的分子结构中含有磺酰胺键，使其在自然界中易于降解。
许多细菌和真菌具有降解磺胺类抗生素的能力，它们通过产生特定的酶来降解这些药物分子。
研究发现，许多环境中的微生物可以利用磺胺类抗生素作为碳源和氮源生长，促进了这些药物的降解过程。
目前研究已经发现了一些具有磺胺类抗生素降解能力的菌株。
例如，鼠李糖酶阳性大肠杆菌、磺胺根霉菌和一些厌氧紫氮菌是常见的降解菌株。
这些菌株可以通过产生酶类来催化磺胺类抗生素的降解。
这些酶主要包括磺胺酰胺酶、磺胺基水解酶和磺胺基转移酶等。
尽管磺胺类抗生素在环境中可以被降解，但其生物降解速率相对较慢，且降解产物中可能产生一些有毒化合物。
另外，环境中的其他因素，如温度、酸碱度和营养物质的浓度等都会影响降解过程。
因此，在磺胺类抗生素的降解方面还需要进一步的研究和改进。
除了生物降解，环境中磺胺类抗生素还存在抗性基因污染的问题。
研究表明，磺胺类抗生素的使用不仅会导致细菌对药物的耐药性产生，还会促进抗性基因在环境中的传播。
抗生素的使用增加了病原菌中抗性基因的频率，这些抗性基因可以通过水生态系统传播到其他细菌中。
这种传播机制导致环境中的微生物具有了更强的抗性，极大地威胁了医疗领域的抗生素疗效和治疗效果。
磺胺类抗生素的抗性基因污染严重影响了环境的健康状况，也给人类和动物的健康带来了巨大的风险。
针对这一问题，一些研究人员展开了一系列的研究工作，希望能够找到解决的方法。
抗生素抗性基因在环境中的分布及对人体的危害
场分布及对人体的危害抗生素抗性基因在环境中的抗生素自20世纪被发现以来，就被广泛 地用于人类和动物疾病的治疗，但是随着畜 牧业、养殖业集约化发展，全球出现了抗生素滥用现象。
有研究表明,在医疗、养殖业中广 泛应用的抗生素，约90%会以原药或者代谢物形式经由病人和畜禽的粪尿被排到自然环境中，大量的抗生素使生态环境中的一些微生物产生了严重的抗性基因，抗生素抗性基因( Antibiotic resistance genes , ARGS)不断地 在水、大气、土壤等不同的环境介质中的生物、微生物之间传播与富集,对人类健康与环境安全产生巨大危害。
抗生素抗性基因对人类健康的危害抗生素的发明和使用为人类的历史发展做出了巨大贡献，但是抗生素的滥用现象导 致了很多耐药致病细菌的产生，而且抗药的菌产生速度远远快于人类对新药开发的速 度。
据报道，美国每年超过200万人被细菌感 染的案例中有50%〜70%的病例是由抗生素抗性菌引起的，而欧洲每年则有25000余人死 于多重耐药菌的感染。
2002年的“非典”事件,由于SARS 病毒对大环内酯类(如阿奇霉素 等)、氟喹诺酮类、茁-内酰胺类、四环素类等抗生素具有极大抗性，最后导致全球919人死亡，超过842人感染涉及32个国家和地区，近年来超级细菌的出现更是让人类对其束手无策。
抗生素抗性基因自2006年作为一种新型污染物首次被提出以来，已经引起人们越 来越多的关注，抗生素抗性基因已被世界卫生组织(WHO)作为下个世纪威胁人类健康的最重大挑战。
研究发现,抗生素抗性基因可以通过食物链传递给高营养级的生物。
当人类食用受抗性基因污染的动植物食品及海产品时,抗生素抗性基因就通过陆生、水生动植物食物链的传递进入人体，从而影响人的健康,下图是抗生素抗性基因进入人体途径。
场抗生素抗性基因进入人体途径图抗生素抗性基因在环境中的分布1.水环境水环境中的抗生素主要来源于生活、医疗、药厂和水产养殖业的废水排放，并通过水体流动进入我们的大环境，进而刺激环境中的细菌产生耐药性。
中国抗生素滥用现状及其在环境中的分布情况
中国抗生素滥用现状及其在环境中的分布情况中国抗生素滥用现状及其在环境中的分布情况近年来，随着人口的快速增加和人们生活水平的提高，中国抗生素的使用和滥用问题引起了广泛关注。
抗生素是一类广谱抗菌药物，可以有效治疗和预防感染疾病。
然而，由于滥用和不当使用，抗生素滥用问题日益突出，给环境和人类健康带来严重威胁。
中国是全球最大的抗生素生产和使用国家之一，但同时也是全球抗生素滥用问题最严重的国家之一。
抗生素滥用的主要表现包括过度使用、不合理使用、药物过期后使用和非处方药滥用等。
据统计，中国每年使用的抗生素数量相当可观，大约占全球抗生素总消耗量的50%以上。
然而，研究显示，中国每年有约70%的抗生素是在非医务工作者的指导下购买和使用的，其中包括一些未经正规审核和生产的非法药物。
这种滥用不仅增加了抗生素耐药性的风险，还对环境造成了严重污染。
抗生素被人体排泄后，一部分通过污水排放到水体中，一部分则通过粪便排放到土壤中。
这些抗生素残留物在环境中长期存在，对水环境和土壤环境造成潜在风险。
研究表明，中国的水体和土壤中普遍检测到抗生素残留物，且浓度较高。
这些抗生素残留物对水生生物和土壤微生物的生态系统产生了负面影响，破坏了生态平衡。
此外，抗生素残留物还容易通过食物链进入食物供应链，对人类健康造成潜在威胁。
抗生素在环境中的分布情况与滥用的程度密切相关。
抗生素滥用导致抗生素在环境中的浓度增加，进而影响环境的稳定性和生态系统的平衡。
研究表明，中国东部沿海地区和大中城市是抗生素滥用和环境中抗生素残留物浓度较高的地区。
这些地区经济发展快、人口密度大，药物消耗和废水排放量较大，从而导致了环境中抗生素残留物的增加。
此外，农业用药也是抗生素在环境中分布的重要途径之一，农场和农村地区是抗生素污染的高风险地区。
为了解决抗生素滥用和环境污染问题，中国政府已经采取了一系列措施。
首先，加强对抗生素的管理，加强对药店和药房的日常监管和审查，提高药物的合理使用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第26卷第1期2006年1月
生 态 学 报
ACTAECOLOGICASINICAVol.26,No.1
Jan.,2006
抗生素在环境中的转归及其生态毒性王 冉1,刘铁铮2,王 恬13(11南京农业大学动物科技学院,南京 210095;21江苏省畜禽产品安全性研究重点实验室,南京 210014)
基金项目:江苏省科技厅基础基金资助项目(BM2002203)收稿日期:2005201202;修订日期:2005206214
作者简介:王冉(1973～),女,河北石家庄人,博士,主要从事畜产品安全与药物生态毒理研究.E2mail:wangran2004@china.com.cn
3通讯作者Authorforcorrespondence.E2mail:tianwang@njau.edu.cn
Foundationitem:JiangsuProvinceNaturalScienceFoundation(No:BM2002203)Receiveddate:2005201202;Accepteddate:2005206214Biography:WANGRan,Ph.D.,mainlyengagedinfoodsafetyandantibioticsecotoxicology.E2mail:wangran2004@china.com.cn
摘要:抗生素被长期大量地用于人和动物的疾病治疗,并以亚治疗剂量添加于动物饲料长期用于动物疾病的预防和促进生长,
大部分抗生素不能完全被机体吸收,而有高达85%以上抗生素以原形或代谢物形式经由病人和畜禽粪尿排入环境,经不同途径对土壤和水体造成污染。最近研究显示在城市废水和表面水中检测到了抗生素的存在。但关于抗生素在环境中的分布、迁移和稳定性等的研究资料很少。环境中的抗生素会对环境生态系统包括细菌、水生生物、土壤生物和植物等产生危害,并产生大量耐药菌,对人类健康构成威胁。为评估抗生素在环境中潜在的危害,就抗生素在环境中的分布、转归及对环境和人的危害等方面进行综述,并对今后的研究方向作了探索。关键词:抗生素;环境;转归;环境毒理文章编号:100020933(2006)0120265206 中图分类号:Q14,X171 文献标识码:A
Thefateofantibioticsinenvironmentanditsecotoxicology:AreviewWANGRan1,LIUTie2Zheng2,WANGTian13(11CollegeofAnimalSciences&Technology,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China;
21KeyLaboratoryofAnimal2DerivedFoodSafety,JiangsuProvince,Nanjing210014,China).ActaEcologicaSinica,2006,26(1):265～270.Abstract:Largequantitiesofantibioticsareadministeredtohumansandanimalstotreatdiseasesandinfectioneveryyear,Antibioticsarealsocommonlyusedatsub2therapeuticlevelstolivestocktopreventdiseasesandpromotegrowth.Asresultsofincompletemetabolismandabsorption,upto85%ofadministeredantibioticswiththeparentcompoundandtheirmetabolitesmaybeexcretedintotheenvironmentviaanimalmanureandhumanwaste,andthenbedischargedtothesoilandwatersystemthroughdifferentexposureroutes.Recentstudieshadindicatedthepresenceofantibioticsinmunicipalwastewatereffluentandsurfacewater.Despitethedetectionofantibiotics,littleisknownabouttheirdistribution,mobilityandpersistenceinnaturalandengineeredsystems.Presenceofantibioticsinenvironmentcouldperturbecosystemincludingbacteria,waterandsoilmicroorganismandplants,increasetheproliferationofantibiotics2resistantpathogens,andcouldposethreatstohumanhealth.Toassessthemagnitudeofthepotentialimpactsofantibioticsreleasedintoenvironment,areviewwasconductedontheoccurrence,fateandenvironmentalecotoxicologyofantibioticsinenvironment,andthepossiblefuturestudywasalsodiscussed.Keywords:antibiotics;environment;fate;environmentalecotoxicology
长期以来,抗生素被大量用于人和动物的疾病治疗,同时,以亚治疗剂量长期添加于动物饲料中预防疾病和促进动物生长,在保障人类健康和促进畜牧业发展方面起了重要作用。但研究表明,抗生素摄入后除少部分残留在体内,85%以上以原药和代谢产物的形式经由病人与动物的粪尿排出体外,进入生态环境[1]。随人类排泄物直接进入城市废水,动物排泄物作为肥料播散于农田,对农田土壤、地表和地下水及生态系统中各类
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net生物产生危害,并诱发和传播各类抗生素耐药致细菌,对人类健康产生威胁[2,3],同时水体中的抗生素成了水
资源重复利用的一个巨大挑战。最近,在德国等地的城市废水、农田土壤、表面水甚至饮用水中检测到了一定浓度的抗生素存在[1,4～6],在
美国30个州139多条河流检测到了包括农药、医药、兽药、激素等95种有机污染物[7],这引起了人们对抗生
素在环境中的分布、转归及对环境生物、生态系统及人类健康产生的危害等一系列问题的关注。因此,为确切评估抗生素在环境中的危害,有必要深入研究其在环境中的分布、转归、降解及其环境毒性。关于抗生素在环境中的转归及毒性等的研究文献较少,仅有欧盟各国和美国开始了环境中抗生素危险性评估的调查研究,国内的研究尚属刚刚起步。本文综合国际上最近有关抗生素在环境中的转归及对生态环境毒性的研究作简要论述,以引起人们对抗生素的环境行为的关注和重视,并为国内开展相关领域的研究提供思路。1 环境中抗生素的来源和暴露途径据调查,1999年欧盟和瑞士消耗抗生素13288t,其中65%是医用,29%是动物养殖的兽药,6%用于动物生长促进剂[8]。美国2000年的16200t抗生素的消耗中70%用于动物的兽药,30%用于人类的医药[9]。由此专家分析,环境中的抗生素主要来源于医用药物和农用兽药。111 医用药物环境中的医用抗生素主要来源于:(1)医院丢弃的过期抗生素;(2)残留在药瓶和器械上的抗生素;(3)经由病人粪便和尿液排出的处方抗生素;(4)医药企业在生产过程中流失的抗生素等。通过下水道直接进入环境中的水体或随下水道污物及废水处理植物或施用农田等途径进入土壤或地下水或地表水(图1)。Hartmann
等在医院附近的下水道检测到大量高浓度的医用抗生素,如强心剂、镇痛药、避孕药、类固醇和其他荷尔蒙激素类、抗生素、防腐剂,利尿剂和心血管和呼吸病治疗剂和免疫剂驱虫剂和降压和降糖药,甚至肿瘤治疗抗生素等[1]。如环丙沙星在医院废水中的浓度为017～12415gΠL[10],阿莫西林20～80gΠL[11]。美国在城市废水中检测6类主要处方药是:β2内酰胺类(如青霉素,阿莫西林,头孢氨苄,头孢氢氨苄等),大环内酯类(如阿奇霉素,
乙酰螺旋霉素和红霉素),氟喹诺酮类,氨基糖苷类(如新霉素)、磺胺类及四环素类抗生素,其中青霉素的检出率最高,阿莫西林27mgΠL,磺胺甲基异恶唑318mgΠL,乙酰螺旋霉素912mgΠL,环丙沙星311mgΠL[12]。112 农用兽药环境中的农用兽药主要来源于:(1)兽药生产过程损失和废弃的兽药;(2)水产养殖中兽药的直接施用;
(3)动物养殖中兽药长期亚治疗剂量使用后,用药动物粪、尿等的排出。他们随渔塘污泥用做土壤调节剂、动
物粪、尿作为肥料施入农田进入土壤,经雨水淋洗入河流或湖泊等污染水体(见图1)。兽药被广泛的应用于治疗和预防动物疾病、促进生长,并以亚治疗剂量长期添加到饲料中应用,Z主要是抗菌素、杀虫剂、抗寄生虫药物甚至激素类抗生素,如四环素、磺胺、青霉素、盐霉素和用于动物繁殖障碍和产科疾病治疗的激素等。每年美国用于动物的抗生素有9215t到19614t[13]。Mellon等在大型养殖场周围的粪便、土壤、水体中都检测到了高浓度的多种抗生素,牛粪含红霉素0173mgΠkg、拉沙里菌素和莫能菌素为4187mgΠkg、金霉素和磺胺甲嘧啶31973mgΠkg;猪粪中含金霉素、磺胺塞唑及青霉素混合物133mgΠkg、泰乐菌素和磺胺甲恶唑89mgΠkg、金霉素37mgΠkg、杆菌肽锌27mgΠkg、林肯霉素11mgΠkg;猪的液体废物中含12μgΠL斑伯霉素和1400mgΠL的金霉素、磺
胺甲嘧啶和青霉素的混合物。污水处理池中检到红霉素、罗红霉素和磺胺甲恶唑浓度达6mgΠL,四环素、青霉素类抗生素的浓度达50ngΠL和20ngΠL[14]。土壤中含土霉素200mgΠkg。2 抗生素在环境中的转归抗生素一旦进入环境会分布到土壤、水和空气中,一般会经过吸附、水解、光解和微生物降解等一系列生物转化过程,这些过程直接影响抗生素对环境的生态毒性。(1)吸附 吸附是抗生素在环境中迁移和转化的重要过程,一般有物理性吸附和化学性吸附,抗生素通过