珠江三角洲城市水體抗菌藥物污染特征及其環(huán)境行為

抗細(xì)菌藥物(Antibacterials)是最重要的抗生素，廣泛用于治療人類(lèi)和動(dòng)物各種因細(xì)菌引起的感染，一些抗細(xì)菌藥物亦被作為促長(zhǎng)劑添加于畜、禽以及水產(chǎn)品飼料中.

抗細(xì)菌藥物的濫用已成為全球性問(wèn)題，一些抗細(xì)菌藥物經(jīng)人和動(dòng)物使用后，并未完全被代謝，其中一部分以原物和/或代謝物的形式隨糞便排出，進(jìn)入污水.現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)通常不能完全去除包括抗生素在內(nèi)的藥物與個(gè)人護(hù)理用品(PPCPs)，相當(dāng)一部分PPCPs可能隨處理和/或未處理的污水和污泥進(jìn)入河流、土壤、海洋、甚至地下水，因而，城市污水處理廠被認(rèn)為是抗生素等環(huán)境中PPCPs污染的最重要點(diǎn)源之一.

環(huán)境中的抗細(xì)菌藥物可能導(dǎo)致微生物的抗藥性、改變微生物種群的組成，環(huán)境中廣泛存在的抗細(xì)菌藥物以及抗性基因已引起學(xué)界、政府以及公眾的密切關(guān)注.此外，一些抗細(xì)菌藥物還可能對(duì)某些非目標(biāo)生物產(chǎn)生毒害，如抑制某些藻類(lèi)和植物的生長(zhǎng)等.

中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所彭先芝研究員課題組最近研究了我國(guó)人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠江三角洲城市污水和河流環(huán)境中常用氟喹諾酮類(lèi)(環(huán)丙沙星、諾氟沙星、氧氟沙星、洛美沙星和恩諾沙星)、大環(huán)內(nèi)脂類(lèi)(克拉霉素、紅霉素、羅紅霉素、螺旋霉素和泰樂(lè)菌素)、璜胺類(lèi)(璜胺甲噁唑、璜胺嘧啶和璜胺二甲嘧啶)與璜胺增效劑甲氧芐氨嘧啶、以及四環(huán)素類(lèi)(土霉素和四環(huán)素)等典型抗細(xì)菌藥物的分布特征和環(huán)境行為(J.Environ.Monit.，2011，13，446-454).該研究綜合考慮污水的來(lái)源和采用的處理技術(shù)在廣州市選擇了兩個(gè)代表性市政污水處理廠，按季節(jié)分別在各個(gè)處理工藝的出口處采集污水和污泥樣品，并采集珠江廣州河段以及城市河涌水樣品，利用LC-MS/MS技術(shù)分析樣品中的抗細(xì)菌藥物組成和濃度，研究城市水環(huán)境中抗細(xì)菌藥物污染與其環(huán)境命運(yùn).

除了螺旋霉素、泰樂(lè)菌素、和四環(huán)素類(lèi)以外，其它抗細(xì)菌藥物廣泛存在于廣州城市污水和河水環(huán)境中.市政污水中氟奎諾酮類(lèi)抗細(xì)菌藥物濃度最高，可高達(dá)6μg·L－1以上，污泥中氟奎諾酮類(lèi)抗細(xì)菌藥物濃度最高達(dá)17μg·g－1干重;經(jīng)過(guò)處理以后，污水中的抗細(xì)菌藥物未能完全去除，然而其環(huán)境行為和歸宿各異:67%的璜胺類(lèi)和86%的大環(huán)內(nèi)脂抗細(xì)菌藥物最終隨處理過(guò)的污水被排入表面水體;而近一半的氟奎諾酮類(lèi)抗細(xì)菌藥物則被吸附至并穩(wěn)定存在于脫水污泥中.珠江廣州河段中的抗細(xì)菌藥物則以璜胺類(lèi)(包括甲氧芐氨嘧啶)和大環(huán)內(nèi)脂類(lèi)為主，其中部分采樣點(diǎn)璜胺二甲嘧啶濃度高達(dá)1μg·L－1以上，甚至高于市政污水.統(tǒng)計(jì)分析表明，珠江中的大環(huán)內(nèi)脂類(lèi)抗細(xì)菌藥物以市政污水來(lái)源為主，而璜胺二甲嘧啶則存在其它來(lái)源.市政污水和珠江中抗細(xì)菌藥物的分布均呈現(xiàn)明顯的季節(jié)特征，其中污水主要因藥物的使用不同所致，而降雨的稀釋作用對(duì)珠江中抗細(xì)菌藥物的季節(jié)分布有明顯的影響.

廣州市每年通過(guò)污水和污泥的排放將相當(dāng)數(shù)量的抗細(xì)菌藥物排入珠江和土壤，甚至可能進(jìn)入地下水.土壤中抗細(xì)菌藥物的環(huán)境命運(yùn)及其對(duì)陸地生物的生態(tài)效應(yīng)則尚待進(jìn)一步研究.

作為人口巨國(guó)，我國(guó)的生活污水與垃圾的產(chǎn)量與日俱增，因此而產(chǎn)生的環(huán)境壓力亦日趨嚴(yán)重.而環(huán)境中的“新興”污染物PPCPs主要來(lái)源于生活污水與垃圾的排放.該研究揭示了我國(guó)城市水環(huán)境中典型抗細(xì)菌藥物的污染特征及其在環(huán)境中的行為和歸宿，可促進(jìn)我國(guó)包括抗生素在內(nèi)的PPCPs污染的全面研究.