中国土壤和水中抗生素的系统评价及来源分析

近年来，随着经济的不断发展和人口健康水平的提高，抗生素的大量生产和消费，中国面临着严重的抗生素环境污染，已成为对生态和人类健康的重大威胁。Lyu^[1]等人在系统综述的基础上，探讨了65种抗生素在土壤、地表水和沿海水体中的空间分布格局。抗生素的潜在排放源也分析了使用数据提取的文献综述。

结果表明，中国土壤、地表水和沿海水域的抗生素检出率分别为100%、98.0%和96.4%。抗生素高水平地区主要分布在渤海湾地区，包括京津冀地区、辽宁和山东地区以及长江流域。四环素类（TCs）和喹诺酮类（QNs）是土壤中发现的主要抗生素，主要归因于粪便作为肥料的使用和生活废水的回用。磺胺类（SAs）、大环内酯类（MLs）、TCs和QNs是地表水中观察到的主要抗生素，主要来源于水产养殖和生活污水排放。

QNs是在沿海水域观察到的主要抗生素，主要归因于海洋养殖。土壤和水体中TCs、QNs、sa和MLs的检测频率和浓度均远高于其他发达国家。提出了限制畜牧业和水产养殖中抗生素使用、创新废水处理技术提高抗生素去除率、制定废水排放和有机肥中抗生素浓度标准等建议。

抗生素作为有效的药物和疾病预防治疗以及动物生长促进剂广泛应用于人类保健、牲畜饲养和水产养殖中。抗生素可以通过污水处理厂的废水、生产工厂和医院服务的处理过的废水进入水生环境、未经处理的家庭污水和牲畜养殖场，以及它们在淡水和海洋水产养殖中的直接使用。给动物施用抗生素后，30% - 90%未改变的母体化合物通过粪便和尿液排泄到环境中，一半以上最终进入土壤颗粒。

抗生素通过动物粪便作为肥料和再生废水用于灌溉进入土壤。在地表水等环境中检测到抗生素，地下水，海水和土壤。迄今为止，在以往的研究中报告了在各种环境中检测到的近70种抗生素。

图1. 筛选程序和选择标准。 ^[1]

环境中的抗生素因其对环境微生物的持续毒性而对生态系统构成潜在风险。通过食用食物和饮用水从环境中摄入抗生素可能会产生潜在的生物放大效应，可能会扰乱微生物群，特别是人体肠道微生物群。

更重要的是，环境中的抗生素残留物有可能产生抗生素耐药菌（ARB）并促进抗生素耐药基因（ARGs），从而构成严重的公共卫生风险。环境细菌可以通过各种机制（例如，可移动的遗传元件或转座子）摄取ARGs而产生耐药性，并在抗生素和有毒金属等共选择剂引起的环境选择下增殖。耐药相关疾病已经在全球造成每年至少70万人死亡，如果不采取行动，到2050年，这一死亡人数可能会上升到每年1000万人。

图2.采样站点。^[1]

该文综述了中国土壤、地表水和沿海水体中抗生素的现状，并从人类卫生保健、抗生素生产、畜牧养殖和淡水养殖等方面分析了抗生素的潜在来源。由此可见，抗生素在中国不同环境介质中普遍存在。土壤中抗生素残留量为1.55 ~ 1.85 mg kg^-1，地表水和沿海水域中抗生素残留量为0.230 ~ 26.8 mg L^-1。

在中国人口密集和经济发达的地区，环境中抗生素浓度较高。渤海湾地区，包括京津冀地区、辽宁和山东以及长三角，土壤和地表水中的抗生素浓度相对较高。TCs和QNs是土壤中主要的抗生素，主要来源于有机肥的利用和生活污水与土壤的回用。地表水的抗生素残留物组成复杂，在不同区域以sa、MLs、TCs或QNs为主。

地表水中的抗生素主要来源于水产养殖和生活污水排放。QNs是沿海水域中主要的抗生素亚类，主要归因于海水养殖。中国应采取紧急行动控制抗生素污染，特别是提高污水处理厂的水平以提高抗生素的去除率，限制抗生素在畜牧业和水产养殖业中的使用，并制定废水和有机肥中抗生素残留限量的法规和指南。

[1] Lyu, J., Yang, L., Zhang, L., Ye, B., & Wang, L. (2020). Antibiotics in soil and water in China–a systematic review and source analysis. Environmental Pollution, 266, 115147.

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