抗生素与重金属复合污染生态毒理效应研究进展.docx

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1、1、引言尽管许多研究人员主要是考虑单一污染物的环境行为，但在实际环境中，往往是多种污染物并存，而且这些污染物之间会发生交互作用，使得环境污染趋于多元化和复杂化，因此，复合污染逐渐成为环境领域研究的热点。抗生素和重金属是环境中典型的有机和无机污染物。环境中残留的抗生素主要来自工业生产、医用抗生素和兽用抗生素，具体途径包括抗生素企业在生产过程中流失的抗生素、医院丢弃的抗生素废物、经由人和动物粪便尿液排出的抗生素。抗生素在生物体内代谢率低，一般仅为10～40%。因此，随着集约化畜牧业以及配合饲料工业的发展，含有抗

2、生素的畜禽粪便量不断增加，这些未经处理的畜禽粪便作为有机肥农用已经成为抗生素进入土壤环境的主要途径。重金属是一类具有潜在危害的重要污染物，不能被微生物分解，会在生物体内富集，甚至还能与某些有机物发生反应转变成毒性更大的金属-有机化合物，具有一定的持久性。环境中重金属污染主要来源于农业生产中农药和肥料的使用、畜禽和水产养殖、汽车尾气排放、矿山开采活动以及废弃物焚烧及处置等。此外，一些重金属元素也作为微量元素添加于饲料，用于促进动物生长和提高饲料利用率，进而增加了环境中抗生素与重金属复合污染的几率。抗生素和重金

3、属在环境中均具有持久性和毒性，二者都对人体健康和生态环境产生潜在长期的危害，特别是两者复合污染对环境产生的毒理效应的研究还较少，因此，有必要开展抗生素与重金属复合污染生态毒理效应研究，进而为抗生素与重金属复合污染风险评价提供基础。本文就抗生素与重金属复合污染的污染水平和生态毒理效应进展进行了综述，并对该领域需要进一步研究的问题进行展望，以期为今后开展相关领域的研究提供思路和参考。2、抗生素与重金属的污染现状在环境中特别是在河流、沉积物和农田土壤中均可见二者的复合污染现象。2000年，美国USGS对美国139

4、条河流进行了调查，检测到了21种抗生素残留，其中包括四环素类、磺胺类、大环内酯类抗生素，质量浓度在60~690ng/L之间。我国黄河及其支流检测到的抗生素主要为氧氟沙星、诺氟沙星、罗红霉素、红霉素和磺胺甲唑，黄河中的平均含量在25~152ng/L，其主要支流为44~240ng/L，后者明显高于前者，原因是主要支流大都贯穿城市，而城市污水是支流中抗生素的主要来源。Yan等在长江口检测到主要的抗生素是甲砜霉素和磺胺吡啶，浓度最高分别为110ng/L和219ng/L。沉积物是水体中污染物的主要存储介质，尤其是重金

5、属，水体中99%的重金属能以各种形态被沉积物存储。滑丽萍等对我国主要湖泊底泥中重金属污染情况进行了比较和分析，发现滇池、太湖、松花湖底泥重金属平均含量较高，尤其是滇池中Cu、Zn、Pb、Cd和Ni的浓度最高，分别为920mg/kg、2208mg/kg、647mg/kg、164.8mg/kg和466mg/kg。在湖泊底泥重金属中，Cd、Hg、Ni3种重金属的污染比较严重，而在湖泊底泥中基本都会出现Cu、Pb污染。沈群辉等调查了黄浦江底泥中四环素类、磺胺类及氯霉素抗生素的质量分数分别为22.10~72.74μg

6、/kg、25.98~117.29μg/kg和nd~50.47μg/kg。畜禽养殖业大量使用抗生素和重金属作为饲料添加剂，使得养殖场及周围形成了一个抗生素和重金属复合污染的典型环境，多项研究表明，长期施用粪肥的农田土壤中存在抗生素与重金属共存的现象。Hamscher等在用动物粪尿施肥的0~40cm表层土壤中检测到土霉素和金霉素的最大残留浓度分别达到32.3mg/kg和26.4mg/kg。王瑾等在长期施用粪肥的农田土壤中发现，Cu、Zn、As等重金属含量显著高于未使用粪肥的土壤，同时施肥的土壤中均有土霉素和金霉

7、素检出，含量最高分别达1.23mg/kg和1.56mg/kg。3、抗生素与重金属复合污染生态毒理效应抗生素分子中含有大量的羧基、羟基、氨基、杂环等基团或电子供体原子，这些均可与金属离子发生络合作用，而抗生素与重金属的络合作用会在不同程度上改变复合污染体系中污染物的环境行为及毒理效应，且抗生素-重金属络合物在复合污染体系的毒理效应中起主导作用。这种络合作用可能会对土壤酶、微生物、动植物等产生协同、拮抗，甚至加和等复杂的毒理效应。3.1对土壤酶活性的影响土壤酶是土壤组分中最活跃的成分之一，是土壤自净容量的指标。

8、随着各种兽药抗生素的大量使用，大量含有残留兽药的粪便施入农田，抗生素与重金属复合污染势必对土壤酶的活性产生一定的影响。阮存鑫探讨了不同浓度的四环素与Cu复合污染对乌栅土和红壤中酶活性的毒性。发现两者的复合污染对不同土壤中的酶活性产生不同的效应：在乌栅土中，两者的复合污染显著抑制了脲酶和蔗糖酶活性，且抑制效果要高于单一污染，其中，50mg/kg四环素与200mg/kgCu(II)复合处理对蔗糖酶活性抑制效果最好，当