磺胺類抗生素污染途徑及對蔬菜品質影響的研究進展

司雄元+孫敏+施成誠+徐慧敏+檀華蓉

摘 要：隨著磺胺類抗生素（SAs）的生產量和使用量的逐年增加，大量的SAs進入到環(huán)境中，造成水體和土壤的抗生素污染，并且環(huán)境中的抗生素也引發(fā)了諸多健康與安全問題。該文綜述了我國磺胺抗生素的使用及污染特點，對磺胺類抗生素的污染來源和污染途徑，以及其對農作物生理和生長的影響進行了分析。

關鍵詞：磺胺類抗生素；蔬菜；吸收

中圖分類號 X592 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）20-0040-03

Environmental Behavior of Sulfa Antibiotics （SAs） and its Effect on Vegetable Quality

Si Xiongyuan1，2 et al.

（1Biotechnology Center，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China；2College of Resources and Environment，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract：With the production and usage of sulfa antibiotics （SAs） increasing year by year，large numbers of SAs have entered the environment，causing water and soil pollution，and lead to many health and safety problems.In this paper，the use and pollution characteristics of SAs in China were reviewed，the source and pollution path of sulfa antibiotics were analyzed，and the effects of sulfa antibiotic on crop physiology and growth were introduced.

Key words：Sulfa antibiotics （SAs）；Vegetable；Absorption

磺胺類抗生素（Sulfonamides，SAs）是一種重要的人工合成人獸共用抗菌藥物，具有對氨基苯磺酞胺結構[1]?；前奉愃幬锟赏ㄟ^與對氨基苯甲酸競爭結合二氫葉酸合成酶，干擾細菌酶系統(tǒng)利用對氨基苯甲酸，阻斷四氫葉酸的合成，從而抑制細菌的生長[2]，具有抗菌廣譜性、使用方便性、成本低、毒性小、口服吸收迅速以及對療效好等優(yōu)點[3]，是抗生素類藥物最常見的種類之一。自1932年發(fā)現(xiàn)磺胺的基本結構后，已合成數千種磺胺類藥物[3]，磺胺類藥物化學性質較穩(wěn)定，在水中溶解度較低，形成鈉鹽后易溶于水且溶液呈堿性，因含芳伯氨基和磺酞氨基呈酸堿兩性，可溶于酸性和堿性溶液[2]。

1 磺胺類抗生素的使用現(xiàn)狀及特點

抗生素被大量用于人和動物的疾病治療，同時以亞治療劑量長期添加于動物飼料中預防疾病和促進動物生長[4]?；前奉愃幬镆驯活l繁用于畜禽養(yǎng)殖和水產養(yǎng)殖等領域，磺胺類原料藥的1/3用于制備獸藥[5]。據報道，磺胺類藥物在美國占抗生素使用總量的2.3%[6]，而其在歐洲占11%～23%[7]。我國是抗生素生產量和使用量最大的國家，而其中磺胺類抗生素是使用量最大的抗生素之一，20世紀80年代磺胺類藥物的產量為5000t，1998年為10164t，2003年突破了20000t，之后呈逐年增加的趨勢[8，9]。張倩倩[10]等調查了2013年我國不同地區(qū)磺胺類抗生素的使用情況，結果顯示，東部地區(qū)（2270t）>北部地區(qū)（1660t）>中部地區(qū)（1530t）>西南地區(qū)（1390t）>南部地區(qū)（596t）>東北地區(qū)（300t）>西北地區(qū)（180t）?；前奉惪股丶s占總抗生素用量的5%，主要的磺胺類抗生素的種類與使用量如表1所示。

2 磺胺類抗生素污染來源和污染途徑分析

目前，環(huán)境中SAs被頻繁檢出，它可以通過各種途徑進入水體。SAs用于水產養(yǎng)殖業(yè)，施用后一部分直接污染水體，而另一部分被水產動物攝取后又以母體或代謝物的形式排出體外污染水體[11]；另一方面，工廠及畜禽養(yǎng)殖場向周邊水體中排放含有磺胺類抗生素的廢水，由于磺胺類在土壤中的低吸附系數，其還可以通過滲透或地表徑流等方式迅速進入到地下水和地表水中[12]。

磺胺類抗生素被頻繁應用于畜禽、水產養(yǎng)殖業(yè)，動物服用磺胺類抗生素后約45%～90%會以母體藥物和代謝藥物的形態(tài)隨動物尿糞排出體外[13]。研究發(fā)現(xiàn)，南京、上海、廣州等地的有機蔬菜基地和普通蔬菜基地土壤均檢出有不同程度的SAs殘留，有機污染物物基地重金屬、農藥的污染要遠低于普通蔬菜基地，但是由于大量施用畜禽糞便而導致各種抗生素的檢出[14]。因此，含有磺胺類抗生素動物糞便的施用可以產生土壤磺胺抗生素殘留。

環(huán)境中磺胺抗生素的主要來源：（1）生產過程中廢棄物；（2）人和動物使用后，SAs以母體或代謝物經排泄進入環(huán)境；（3）水產養(yǎng)殖過程中，SAs的直接施用進入環(huán)境。

3 磺胺類抗生素對蔬菜生理生長及品質的影響

3.1 蔬菜對磺胺類抗生素的吸收 已有研究表明，蔬菜可以直接吸收生長環(huán)境中的SAs，蔬菜對磺胺抗生素的吸收隨環(huán)境中SAs的濃度增加而增加。金彩霞[15]研究發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖場周邊土壤中SAs的檢出率為100%，蔬菜中磺胺抗生素的檢出率為59.1%，不同蔬菜品種的吸附情況不同，蔬菜中SAs的殘留總量大小順序是青菜>油麥菜>白菜>大蔥>韭菜>菠菜>苦菊>生菜>蘿卜，空心菜、香菜和蒜苗中均未檢測出3種SAs殘留。Migliore等[16～17]研究了小麥、玉米、豌豆從施有磺胺二甲嘧啶的土壤中吸收磺胺二甲嘧啶的情況，結果發(fā)現(xiàn)3種作物對磺胺二甲嘧啶均有吸收累積含量為98.4～281.5mg/kg。Holly Dolliver等發(fā)現(xiàn)了萵苣和土豆等對磺胺甲嘧啶均有吸收且含量隨著施用糞肥中磺胺甲嘧啶的含量增加而升高[18]。endprint

3.2 磺胺類抗生素對農產品品質的影響 磺胺類藥物進入蔬菜中，能影響蔬菜的正常生理和生長，從而降低了蔬菜的營養(yǎng)品質?；前粪奏Π撞撕臀骷t柿的根伸長、芽伸長、發(fā)芽率均有抑制，且對根伸長和芽伸長的抑制率大于種子發(fā)芽[19]。毛蕾[20]發(fā)現(xiàn)磺胺間甲氧嘧啶、磺胺嘧啶和磺胺甲惡唑3種磺胺類抗生素對玉米、蠶豆、小麥3種作物的具有遺傳毒性效應。趙保真[21]研究發(fā)現(xiàn)土壤磺胺嘧啶濃度達到1mg/kg時，葉片發(fā)黃，葉綠素含量最低僅為對照的50%，可溶性蛋白隨磺胺嘧啶的暴露時間增加而降低，根系較葉片受損更嚴重。本課題組研究發(fā)現(xiàn)磺胺和磺胺二甲基嘧啶單一和復合污染條件下，小白菜的生理生長均受到影響，其生物量、葉綠素、可溶性蛋白等指標均較下降。

4 結語

綜上所述，磺胺類抗生素的大量生產和使用，導致了更多的SAs進入環(huán)境中，致使水體和土壤中SAs均有不同程度的檢出。土壤和水體中的SAs易被蔬菜從土壤中吸收富集，并進入人類的食物鏈，被人體吸收后細菌易產生更嚴重的耐藥性；同時，SAs對蔬菜的生理生長均有不同程度的抑制作用，且隨污染濃度的增加而越加明顯，蔬菜的品質也不斷下降。

參考文獻

[1]包艷萍.珠三角蔬菜中磺胺類抗生素污染特征研究[D].廣州：暨南大學，2010.

[2]任甜甜，吳銀寶.磺胺類獸藥的環(huán)境行為研究進展[J].畜牧與獸醫(yī)，2013，45（05）：97-101.

[3]何金華，丘錦榮，賀德春，等.磺胺類藥物的環(huán)境行為及其控制技術研究進展[J].廣東農業(yè)科學，2012，39（07）：225-229.

[4]王冉，劉鐵錚，王恬.抗生素在環(huán)境中的轉歸及其生態(tài)毒性[J].生態(tài)學報，2006（01）：265-270.

[5]Berglin L.Persisitence of oxyte tracycline insediments from fish farm[J].AQuaculture，1988，70（6）：365-370.

[6]Mitema E S，Kikuvi G M，Weganer H C，et a1.An assessment of antimicrobial consumption in food producing in Kenya[J].Journal of Veterinary Pharmacology and therapeutic，2001，24（4）：385-390.

[7]Wang Ran，Liu Tiegeng，Wang Tian.The fate of antibiotics in Vironment and its ecotoxicology：A review[J].Acta Ecologica Sinica，2006（9）：265-270.

[8]任甜甜，吳銀寶.磺胺類獸藥的環(huán)境行為研究進展[J].畜牧與獸醫(yī)，2013，45（05）：97-101.

[9]何金華，丘錦榮，賀德春，等.磺胺類藥物的環(huán)境行為及其控制技術研究進展[J].廣東農業(yè)科學，2012，39（07）：225-229.

[10]Zhang Qianqian，Ying Guangguo，Pan Changgui，et a1.Comprehensive Evaluation of Antibiotics Emission and Fate in the River Basins of China：Source Analysis，Multimedia Modeling，and Linkage to Bacterial Resistance[J].Environ.Sci.Technol.，2015，49（11）：6772-6782.

[11]崔馨.土霉素對生菜的植物毒性及其在金屬溶液中的光解[D].大連：大連理工大學，2007.

[12]Jong bloed A w，Lenis N P.Environmental concerns about animal manure[J].Journal of Animal Science，1998，76（10）：2641-2648.

[13]Berger K，Peterson B，Buening-Pfaune H.Persistence of drags occurring In liquid manure in The food hain[J].Arch.Lebenmitteish，1986：37（07）：99-102.

[14]成玉婷，吳小蓮，向壘，等.廣州市典型有機蔬菜基地土壤中磺胺類抗生素污染特征及風險評價[J].中國環(huán)境科學，2017，37（03）：1154-1161.

[15]金彩霞，司曉薇，王子英，等.養(yǎng)殖場周邊土壤-蔬菜系統(tǒng)磺胺類藥物殘留及風險評價[J].環(huán)境科學，2016，37（04）：1562-1567.

[16]Migliore L，Brambilla G，Cozzolino S，et al.Effect on plants of sulphadimethoxine used inintensive farming（Panicum miliaceum，Pisum sativum and Zeamays）[J].Agriculture，Ecosystems and Environment，1995，52（2）：103-110.

[17]MiglioreL，BrambillaG，Casoria P，et al.Effect of ulphadimethoxine contamination on barley Hordeum distichum L.Poaceae，Liliposida）[J].Agriculture，Ecosystemsand Environment，1996，60（2）：121-128.

[18]Dolliver H，Kumar K，GuPt S.Sulfamethazine Uptake by Plants from Manure-Amended Soil[J].Environ Qual.，2007，36：1224-1230.

[19]金彩霞，司曉薇，毛蕾，等.銅-磺胺嘧啶復合脅迫對蔬菜種子發(fā)芽的急性毒性效應[J].生態(tài)毒理學報，2015，10（05）：164-171

[20]毛蕾.常見抗生素類獸藥對作物的遺傳毒性的研究[D].新鄉(xiāng)：河南師范大學，2015.

[21]趙保真.Cu-磺胺嘧啶單一及復合污染的生態(tài)毒性效應研究[D].新鄉(xiāng)：河南師范大學，2012. （責編：張宏民）endprint