水環(huán)境中抗生素污染現(xiàn)狀與檢測(cè)方法

（安慶師范大學(xué),安徽 安慶 246133）

1.引言

近年來(lái)我國(guó)對(duì)抗生素的使用量和生產(chǎn)量日益增加，抗生素根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同一般分為β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、喹諾酮類和大環(huán)內(nèi)酯類?？股卦卺t(yī)療與養(yǎng)殖業(yè)中廣泛應(yīng)用，其中醫(yī)用抗生素主要用于藥品和個(gè)人用品，在處方藥中占比6%，在獸用藥中抗生素占比達(dá)到70%以上[1]?？股啬苡行Х乐箤?duì)人類治病的多種細(xì)菌，在畜牧業(yè)中所使用的抗生素主要是為了提高動(dòng)物的成長(zhǎng)速度與抗病能力。然而，抗生素濫用產(chǎn)生的污染不可忽視：抗生素在使用后依然會(huì)有部分藥物未被生物體吸收隨排泄物排出[2]，從而造成水體環(huán)境污染，此外抗生素廣泛應(yīng)用于家畜家禽生長(zhǎng)中，甚至達(dá)到濫用的成都，因此養(yǎng)殖業(yè)的除了廢水中抗生素濃度超標(biāo)外，其農(nóng)副產(chǎn)品例如肉產(chǎn)品、蛋產(chǎn)品中殘留的抗生素含量較高仍然能夠?qū)θ梭w產(chǎn)生一定的影響。

2.水環(huán)境中的抗生素污染

2.1 水環(huán)境中抗生素來(lái)源

目前我國(guó)污水處理廠并不能有效去除抗生素污染，地表水環(huán)境受到大量抗生素污染[3]，水體經(jīng)過的流域土壤中會(huì)有抗生素殘留[4]。水環(huán)境中抗生素的污染來(lái)源主要是醫(yī)療系統(tǒng)排放的廢水、養(yǎng)殖場(chǎng)排放廢水及抗生素制藥廠排放的廢水[5]。抗生素隨著水體進(jìn)行遷移富集，通過食物鏈嚴(yán)重影響人體的健康，在日積月累的情況下甚至?xí)a(chǎn)生耐藥性基因的、畸形和基因突變等不利的影響[6]。

2.2 地表水抗生素分布及濃度

地表水中各類抗生素都被廣泛檢出，丁慧君[7]等人在對(duì)南昌市城市湖泊水體抗生素檢測(cè)出不同的5類抗生素。王嘉瑋[8]等人在對(duì)渭河流域干流水樣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了5類15種抗生素，且由于降雨量、溫度變化、光解以及微生物代謝分解造成春季時(shí)抗生素濃度較高的現(xiàn)象。張俊[9]等人在海河流域生活區(qū)和水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)污水排放附近地表水中檢測(cè)出3類15種抗生素，其中最常見的一重磺胺甲基異孵唑的質(zhì)量濃度為3.07-107.59 ng/L。

2.3 地下水抗生素分布及濃度

由于水在經(jīng)過土壤時(shí)會(huì)有一定的凈化，所以抗生素在地下水的含量并不高，而且只有少數(shù)幾種抗生素會(huì)存在于地下水中。黃昱等對(duì)美國(guó)18個(gè)州地下水水樣中檢測(cè)出磺胺噻唑[10]。洪蕾潔等[11]在對(duì)崇明島地下水中的抗生素做檢測(cè)到4種抗生素，其中濃度最高的磺胺甲噁唑可達(dá)241.5ng/L。

2.4 飲用水抗生素分布及濃度

城市飲用水經(jīng)過水廠的一系列工藝，其中的抗生素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他環(huán)境介質(zhì)中的濃度。葉必熊等[12]在對(duì)安徽省各地區(qū)自來(lái)水檢測(cè)發(fā)現(xiàn)6種抗生素。張琳等[13]在西北地區(qū)某飲用水源地檢測(cè)出水體中含有14種磺胺類抗生素。

3.水環(huán)境中抗生素檢測(cè)方法與污染現(xiàn)狀

水環(huán)境中抗生素污染情況要高于其他環(huán)境介質(zhì)中抗生素的污染[14]，盡管抗生素在水環(huán)境中會(huì)隨著時(shí)間空間的變化不斷減少[15]，但其中只有一小部分抗生素會(huì)被降解[16]，而更多的抗生素則殘留在水環(huán)境中[17]，并持續(xù)對(duì)水環(huán)境造成危害。

3.1 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）

姜蕾[18]等在黃浦江上游水體中采集的水樣進(jìn)行檢測(cè)室發(fā)了了11種不同類型的抗生素，其中濃度最高的為36.85 ng/L，使用該方法檢測(cè)時(shí)操作簡(jiǎn)單且靈敏高。

3.2 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS/MS）

吳維[19]等使用LC-MS/MS測(cè)定水體中抗生素30種抗生素，在1-100 ng/L區(qū)間依舊能有較為明顯的區(qū)分度，最低可達(dá)1.5 ng／L，且該種方法的優(yōu)點(diǎn)是分離效果好，能夠有效區(qū)分不同類型的抗生素。

3.3 UASB-A/O-Fenton組合工藝

解永磊等[20]在使用UASB-A/O-Fenton組合工藝處理四環(huán)素類抗生素廢水，經(jīng)過該方法處理后各污染組分能夠有效降低，其中的COD、氨氮、總氮和色度的最多可降低至原有值的3%、20%、23%和 10%，使用該方法處理效果較好，能有效降低廢水中的污染物對(duì)環(huán)境的影響。

3.4 固相萃取-超高相液相色譜法 （HLB-UPLC）

崔先鋒等[21]在使用HLB-UPLC測(cè)定養(yǎng)殖水體中磺胺類抗生素時(shí)發(fā)現(xiàn)，在結(jié)果顯示8種磺胺類抗生素不同區(qū)域養(yǎng)殖水域內(nèi)磺胺類抗生素的總含量在0.25～20.26 mg/L之間，含量由高到低排序依次為：池塘養(yǎng)殖基地＞無(wú)公害養(yǎng)殖池塘＞網(wǎng)箱養(yǎng)殖基地，該種方法檢測(cè)限低，能夠有效檢測(cè)環(huán)境中衡量存在的抗生素。

3.5 串聯(lián)固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（HLB-UPLC-MS/MS）

劉健明[22]等使用HLB-UPLC-MS/MS測(cè)定水中9種抗生素，該方法在抗生素濃度水平0.5～20.0μg/L范圍內(nèi)能夠有效檢測(cè)，最低檢測(cè)濃度為0.01～0.22ng/L因此所建立的方法有高效率，高靈敏度等特點(diǎn)，可成功應(yīng)用于環(huán)境水體的抗生素殘留分析。

4.結(jié)論

目前我國(guó)抗生素濫用問題仍然比較嚴(yán)重，因此有大量抗生素進(jìn)入環(huán)境中，現(xiàn)如今我國(guó)對(duì)抗生素污染的研究尚處于高校和研究所層面的初步研究階段，未進(jìn)行全社會(huì)和工業(yè)界的系統(tǒng)管控，為了防止抗生素對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重影響，健全完善國(guó)家飲用水安全標(biāo)準(zhǔn)需要對(duì)抗生素進(jìn)行定量檢測(cè)分析歸根結(jié)底需要抗生素評(píng)價(jià)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的出臺(tái)，對(duì)環(huán)境中抗生素檢測(cè)方法不斷進(jìn)步，因此抗生素污染監(jiān)控將會(huì)不斷完善。結(jié)合本論文情況分析得出，液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法是目前所使用最廣泛的抗生素分析技術(shù)，質(zhì)譜具有重復(fù)性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，雖然其設(shè)備投入費(fèi)用高，但是由于水環(huán)境中抗生素含量相對(duì)較低，低檢測(cè)限的質(zhì)譜具有很好的適用性。