天津市家庭養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素污染特征與風(fēng)險評估

阮蓉，張克強，杜連柱，丁工堯，王素英*，支蘇麗*

（1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所，天津 300191；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030）

我國既是抗生素的生產(chǎn)大國，也是抗生素的使用大國[1]。2013年我國抗生素總產(chǎn)量為2.48×105t，使用量為 1.62×105t，其中 7.8×104t 為獸用[2]，獸用抗生素（Veterinary antibiotics，VAs）主要用于預(yù)防和治療病菌引起的動物疾病及促進(jìn)動物生長。養(yǎng)殖過程中畜禽體對抗生素的吸收是有限的，統(tǒng)計表明約30%～90%的抗生素以原型或代謝產(chǎn)物的形式隨畜禽廢物排出體外，并持續(xù)存在于環(huán)境中[3]。我國畜禽糞污的產(chǎn)生量巨大，2015 年[4]規(guī)?；B(yǎng)殖糞污的總產(chǎn)生量為3.83×1010t，給環(huán)境帶來了壓力。在畜禽糞污處理后作為有機資源還田的過程中，抗生素也隨之進(jìn)入到生態(tài)環(huán)境中，一方面改變原有環(huán)境中微生物的群落結(jié)構(gòu)，另一方面通過果蔬等植物根系富集或滲入到水體系統(tǒng)[5-6]，進(jìn)而誘導(dǎo)抗生素抗性基因和耐藥菌的產(chǎn)生，最終降低抗生素的治療率。

近年來，抗生素在環(huán)境中的污染問題引起了廣泛關(guān)注。Hu 等[7]調(diào)查了我國北方地區(qū)抗生素的殘留情況，發(fā)現(xiàn)畜禽糞便是環(huán)境中抗生素殘留的主要來源之一，其中四環(huán)素類抗生素殘留量高達(dá)183.50 mg·kg-1；Zhi等[8]對養(yǎng)殖廢水中抗生素的殘留研究表明，四環(huán)素類抗生素殘留濃度高于其他抗生素，最高殘留濃度為130.67 μg·L-1；Zhao 等[9]檢測出城郊土壤中四環(huán)素類抗生素CTC 檢出濃度最高為80.64 μg·kg-1，且CTC 對土壤微生物造成高風(fēng)險。然而，當(dāng)前大部分報道聚焦于規(guī)?；B(yǎng)殖糞污中抗生素殘留情況，有關(guān)種養(yǎng)結(jié)合模式下家庭養(yǎng)殖環(huán)境介質(zhì)中抗生素污染特征鮮有報道。家庭養(yǎng)殖模式雖然可以利用無害化糞污來實現(xiàn)畜牧業(yè)綠色發(fā)展，但也普遍存在管理不規(guī)范、糞污處理工藝和設(shè)備不完整等特點[10]。本文以天津市薊州區(qū)為研究區(qū)域，選擇20 戶家庭養(yǎng)殖場作為采樣點，采用固相萃取-高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法對養(yǎng)殖環(huán)境中常見的四大類（磺胺類、喹諾酮類、大環(huán)內(nèi)酯類和四環(huán)素類）37 種抗生素進(jìn)行了全面研究。分析了天津市薊州區(qū)家庭養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素的總體污染特征，比較了不同來源糞便及廢水中抗生素的殘留差異，討論了家庭農(nóng)場周邊土壤中常見抗生素的污染情況，并對土壤和廢水中抗生素污染進(jìn)行了風(fēng)險評估，為家庭畜禽養(yǎng)殖過程中抗生素的殘留現(xiàn)狀及污染防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

薊州區(qū)（39°45′～40°15′N，117°05′～117°47′E）家庭養(yǎng)殖場數(shù)量多、分布廣，目前已建成生豬、肉牛、肉雞、蛋雞、特種養(yǎng)殖等多類養(yǎng)殖基地。據(jù)統(tǒng)計[11]，2018年薊州區(qū)生豬存欄196.91 萬頭，出欄278.56 萬頭；牛存欄24.57 萬頭；家禽存欄2 230.98 萬只，出欄5 435.66萬只。

本研究選取薊州區(qū)豬場10家、肉牛場5家和雞場5 家為研究對象，養(yǎng)殖場內(nèi)配備廢水儲存池和堆糞棚。糞便樣品包括仔豬糞27份、肥豬糞30份、母豬糞30 份，蛋雞糞15 份和肉牛糞15 份，堆糞棚中生豬干清糞堆放發(fā)酵糞便18份，共計135份。廢水樣品為各養(yǎng)殖場圈舍直接出水口沖洗廢水和畜禽尿液的混合液體，包括豬場廢水30 份和牛場廢水15 份。土壤樣品為各養(yǎng)殖場周邊1 km 內(nèi)施用糞肥后的農(nóng)田試驗土壤（豬場30 份、雞場15 份、牛場15 份）和未施用糞肥的農(nóng)田對照土壤（豬場30 份、雞場15 份、牛場15 份）。以上每種樣品含3 個平行。固體樣品多點采樣，混合于潔凈塑封袋中，液體樣品用采樣器采樣后混合于500 mL 采樣瓶中，所有樣品編號后于低溫條件下運回實驗室，存儲于-20 ℃冰箱中。養(yǎng)殖場詳細(xì)分布信息見圖1。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀（HPLC-TQD，Waters公司）、冷凍干燥機（TF-FD-27，田楓實業(yè)有限公司）、固相萃取裝置（Vac Elut24，Agilent 公司）、氮吹儀（NEVAPTM112，Organomation 公司）、HLB 固相萃取小柱（500 mg/6 mL，Waters 公司）、Prime HLB 固相萃取小柱（200 mg/6 mL，Waters 公司）、低溫高速離心機（H2050R-1，湘儀離心機儀器有限公司）、超聲波清洗器（KH-300DE，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司）和隔膜真空泵（GM-0.33A，津騰實驗設(shè)備有限公司）。

1.2.2 試劑

甲醇和乙腈（色譜純，Merck 公司）、甲酸（色譜純，阿拉?。?、檸檬酸和磷酸氫二鈉（分析純，阿拉丁）以及乙二胺四乙酸二鈉和磷酸二氫鉀（分析純，國藥有限公司）。

抗生素標(biāo)準(zhǔn)品包括四環(huán)素類（TCs）5 種：四環(huán)素（Tetracycline，TC）、強力霉素（Doxycycline，DXC）、去甲基金霉素（Demeclocycline，DMC）、土霉素（Oxytetra?cycline，OTC）和 鹽 酸 金 霉 素（Chlorotetracycline，CTC）；大環(huán)內(nèi)酯類（MLs）7 種：克拉霉素（Clarithromy?cin，CLA）、羅紅霉素（Roxithromycin，RTM）、螺旋霉素（Spiramycin，SPI）、替米考星（Tilmicosin，TIL）、阿奇霉素（Azithromycin，AZI）、林可霉素鹽酸鹽單水化合物（Lincomycin，LIN）和紅霉素（Erythromycin，ERY）；喹諾酮類抗生素（FQs）14 種：沙拉沙星（Sarafloxacin，SAR）、氧氟沙星（Ofloxacin，OFL）、氟甲喹（Flume?quine，F(xiàn)LU）、恩諾沙星（Enrofloxacin，ENR）、氟羅沙星（Fleroxacin，F(xiàn)LE）、洛美沙星（Lomefloxacin，LOM）、二氟沙星（Difloxacin，DIF）、司帕沙星（Sparfloxacin，SPA）、萘啶酸（Nalidixic acid，NAL）、達(dá)氟沙星（Dano?floxacin，DAN）、環(huán)丙沙星（Ciprofloxacin，CIP）、西諾沙星（Cinoxacin，CIN）、奧比沙星（Orbifloxacin，ORB）和噁喹酸（Oxolinic acid，OXO）；磺胺類抗生素（SAs）11種：磺胺甲基嘧啶（Sulfamerazine，SMR）、磺胺甲二唑（Sulfamethizole，SMT）、磺胺二甲嘧啶（Sulfadimidine，SDMD）、磺胺鄰二甲氧嘧啶（Sulfadoxin，SDX）、磺胺甲噁唑（Sulfamethoxazole，SMX-2）、磺胺喹噁啉（Sul?faquinoxaline，SQX）、磺胺噁唑（Sulfamoxol，SMX-1）、磺胺異噁唑（Sulfisoxazole，SIX）、磺胺甲氧噠嗪（Sulfa?methoxypyridazine，SMP）、磺胺間二甲氧嘧啶（Sulfadi?methoxine，SDM）和 磺胺對甲氧嘧啶（Sulfameter，SME）。以上標(biāo)準(zhǔn)品純度均大于95.0%，購于德國Dr.Ehrenstorfer。將上述抗生素標(biāo)準(zhǔn)品溶解并配制成100 μg·mL-1的各標(biāo)準(zhǔn)儲備液，儲存于-20 ℃冰箱中，測試前將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用甲醇逐步稀釋成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液，以制備標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品前處理

固體樣品：分別稱取冷凍干燥的糞樣1.000 g 和土樣 5.000 g 于離心管中，加入 10 mL 提取液（V甲醇∶V乙腈∶VEDTA-McIlvaine緩沖液=1∶1∶2），超聲 15 min，以 10 000 r·min-1離心15 min，收集上清液并重復(fù)提取1 次。合并兩次上清液并稀釋，以1 mL·min-1過活化的HLB固相萃取柱，抽真空后用6 mL 甲醇洗脫HLB 固相萃取柱，將洗脫液氮吹至近干，隨后用1 mL 復(fù)溶液[0.1%甲酸水∶甲醇（1∶1，V/V）]復(fù)溶，經(jīng)0.22 μm 膜過濾后上機測試。

廢水樣品：取50 mL廢水樣品，添加EDTA并調(diào)節(jié)pH 至 3.0 左右，以 10 000 r·min-1離心 15 min，收集上清液，將上清液以1 mL·min-1過活化的Prime HLB 固相萃取柱，抽真空后用6 mL 甲醇∶乙腈（1∶9，V/V）洗脫Prime HLB固相萃取柱，后續(xù)操作參照固體樣品。

1.3.2 儀器檢測方法

采用超高效液相色譜-質(zhì)譜儀進(jìn)行抗生素測試，質(zhì)譜為三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜，ESI+模式，分段采集。液相的流動相A 相為0.1%甲酸、B 相為乙腈，流速為0.3 mL·min-1，進(jìn)樣量5 μL，采取梯度洗脫方式測試。具體洗脫條件及其他參數(shù)見參考文獻(xiàn)[12]。

1.4 獸用抗生素風(fēng)險評估

本研究采取風(fēng)險商值法對養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素進(jìn)行風(fēng)險評估。風(fēng)險商（Risk quotient，RQ）是指環(huán)境中污染物實際測量濃度（MEC）與預(yù)測無效應(yīng)濃度（PNEC）之間的比值。PNEC 根據(jù)急性或慢性毒理學(xué)的相關(guān)濃度（LC50或EC50）與評價因子（AF）的比值得到，土壤中抗生素相關(guān)毒理學(xué)數(shù)據(jù)較少，因此采用水中抗生素預(yù)測的無效應(yīng)濃度（PNECwater）來估算土壤中預(yù)測的無效應(yīng)濃度（PNECsoil）[13]。

式中：EC50為中位有效劑量，根據(jù)敏感物種毒性數(shù)據(jù)從EPA 數(shù)據(jù)庫和生態(tài)毒理文獻(xiàn)中獲得；LC50為最低效應(yīng)濃度；AF 評價因子根據(jù)生物毒性數(shù)據(jù)設(shè)置為1 000；Kd為水土分配系數(shù)，可據(jù)文獻(xiàn)查詢。RQ 值將生態(tài)風(fēng)險劃分為 3 個等級：RQ≥1 為高風(fēng)險；0.1≤RQ＜1 為中風(fēng)險；0.01≤RQ＜0.1為低風(fēng)險[14]。

2 結(jié)果與討論

2.1 家庭養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素總體賦存特征

家庭養(yǎng)殖環(huán)境中各種抗生素檢出率以及濃度如圖2和表1所示。畜禽糞便中SAs、FQs、MLs和TCs檢出率范圍分別為0～21.5%、2.6%～43.59%、0～41.0%和46.2%～74.4%，TCs 檢出率普遍高于其他3 類抗生素；從污染濃度看，TCs 在糞便中濃度范圍最大，為ND～648.48 mg·kg-1，SAs、FQs 和 MLs 的濃度范圍分別為ND～2.10、ND～1.73 mg·kg-1和ND～241.39 mg·kg-1，以上4 類抗生素在畜禽糞便中的平均濃度依次為10.02、0.01、1.36 mg·kg-1和0.98 mg·kg-1。關(guān)于糞便中抗生素殘留濃度，不同學(xué)者得出了不同結(jié)論：Li 等[15]發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖場畜禽糞便中TCs檢出濃度最高，其最大濃度（26.20 mg·kg-1）低于本研究中最大濃度（648.48 mg·kg-1）；Hu 等[7]研究環(huán)境介質(zhì)中抗生素來源時，檢出糞便中 TCs 濃度范圍為 0.40～183.50 mg·kg-1，檢出的最大濃度亦低于本研究；不同的是，Zhao 等[1]研究養(yǎng)殖場糞便中抗生素殘留時發(fā)現(xiàn)，抗生素殘留濃度高達(dá)1 420.76 mg·kg-1，遠(yuǎn)大于本研究的最大值。

表1 不同環(huán)境樣品中抗生素濃度Table 1 Concentration of various antibiotics in different environment samples

此外，本研究發(fā)現(xiàn)畜禽廢水中 SAs、FQs、MLs 和TCs 檢出率范圍分別為 0～73.3%、0～66.7%、0～26.7%和20.0%～80.0%，家庭養(yǎng)殖廢水中MLs 檢出率最低，且4大類抗生素在廢水中污染濃度依次為ND～60.52、ND～13.84、ND～43.69 μg·L-1和 ND～2 029.21 μg·L-1，平均濃度分別為 0.53、0.26、0.89 μg·L-1和 70.52 μg·L-1。Zhi 等[8]研究發(fā)現(xiàn)規(guī)?；笄輳U水處理過程中TCs 濃度范圍最高，為 0.04～130.67 μg·L-1，但低于本研究最大檢出濃度，F(xiàn)Qs和SAs檢出范圍分別為0.01～32.09 μg·L-1和 0.01～31.92 μg·L-1，這兩類抗生素濃度與本研究相差不大。相比糞便和廢水，養(yǎng)殖場周邊農(nóng)田土壤中抗生素檢出種類最少，SAs、FQs、MLs 和TCs 在土壤中檢出率分別為 0～2.5%、0～17.5%、0～10.0%和0～35.0%，污染濃度范圍分別為ND～0.67、ND～132.27、ND～0.61 μg·kg-1和 ND～926.26 μg·kg-1，其中 TCs 平均濃度最高，為 8.13 μg·kg-1，其余 3 類抗生素平均濃度均小于 0.40 μg·kg-1。Zhao 等[9]指出土壤中TCs 濃度高達(dá)80.64 μg·kg-1，其余抗生素濃度均低于 20.00 μg·kg-1，該結(jié)果低于本研究。Li 等[15]檢測出養(yǎng)殖場周邊土壤中 TCs 濃度高達(dá) 423.00 μg·kg-1，F(xiàn)Qs 濃度為 ND～389.00 μg·kg-1，雖然FQs 濃度范圍高于本研究，但TCs濃度低于本研究。

以上3種家庭養(yǎng)殖環(huán)境介質(zhì)中4大類抗生素都有檢出，抗生素檢出率為廢水（0～80.0%）＞糞便（0～74.4%）＞土壤（0～35.0%），其中TCs 檢出率及濃度在各養(yǎng)殖環(huán)境介質(zhì)中均為最高，這主要是因為TCs價格低廉、副作用小、應(yīng)用廣[16]。家庭養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素的污染問題已經(jīng)非常普遍，應(yīng)當(dāng)引起重視。

2.2 家庭養(yǎng)殖糞污中抗生素的污染特征

圖3 為不同畜種糞污中4 大類抗生素的污染情況。從圖3a 可以看出，豬糞中4 大類抗生素均存在，∑TCs、∑MLs、∑FQs 和∑SAs 濃度范圍分別為 ND～774.05、ND～241.51、ND～0.63 mg·kg-1和ND～2.17 mg·kg-1，其總濃度的平均值依次為 66.44、9.21、0.05 mg·kg-1和 0.08 mg·kg-1。Li 等[17]研究東北規(guī)?；B(yǎng)殖場糞便中抗生素殘留時發(fā)現(xiàn)，豬糞中TCs 污染濃度可高達(dá)56.81 mg·kg-1，而本研究中此類抗生素最高濃度為774.05 mg·kg-1，這可能是家庭養(yǎng)殖過程中抗生素使用不規(guī)范造成的。如圖3c 所示，雞糞中∑TCs、∑MLs、∑FQs 和∑SAs 濃度范圍分別為 0.08～16.64、ND～0.05、ND～1.96 mg·kg-1和 0.004～0.06 mg·kg-1，且抗生素總濃度的平均值依次為5.30、0.02、0.47 mg·kg-1和0.02 mg·kg-1，殘留濃度明顯低于豬糞。這與任君燾等[18]調(diào)查的東營地區(qū)雞糞中抗生素的污染情況類似，TCs（0.48～1.73 mg·kg-1）濃度最高，低于本研究中濃度最大值。家庭養(yǎng)殖牛糞中SAs 未檢出，∑TCs濃度范圍為ND～1.28 mg·kg-1，其余兩類濃度范圍均小于0.01 mg·kg-1，∑TCs、∑MLs和∑FQs總濃度的平均值分別為0.26、3.60×10-4mg·kg-1和0.002 mg·kg-1，這與之前的報道[18]（LOD～1.49 mg·kg-1）相差較小。由于牛糞中抗生素種類和含量檢出較少，因此未在圖3中顯示。本研究中不同畜種糞便中抗生素污染規(guī)律為：豬糞（75.78 mg·kg-1）＞雞糞（5.80 mg·kg-1）＞牛糞（0.26 mg·kg-1），這與 Zhao 等[1]研究結(jié)果一致。不同畜種糞便中各類抗生素殘留有所不同，這可能與養(yǎng)殖場的飼料配比、使用劑量和用藥習(xí)慣有關(guān)。

家庭養(yǎng)殖廢水是除糞便外又一種抗生素積累的重要介質(zhì)。豬場廢水中抗生素濃度如圖3b所示，∑TCs、∑MLs、∑FQs 和∑SAs 濃度分別為 ND～2 981.61、ND～45.93、ND～14.19 μg·L-1和ND～62.70 μg·L-1，總濃度的平均值依次為 528.11、9.21、5.15 μg·L-1和 7.38μg·L-1。閭幸等[19]測定豬場廢水中抗生素含量時發(fā)現(xiàn)，TCs 為豬場廢水中主要殘留種類，殘留濃度為0.40～164.26μg·L-1。通過比較規(guī)?；B(yǎng)殖場廢水中抗生素濃度[20]發(fā)現(xiàn)，規(guī)模化豬場廢水處理設(shè)備齊全，抗生素殘留濃度遠(yuǎn)低于本研究，這是因為厭氧和好氧等工藝能有效去除抗生素。在家庭牛場廢水中（圖3d），∑SAs、∑FQs、∑MLs 和∑TCs 濃度分別為 0.07～12.98、0.15～1.18、ND～0.54 μg·L-1和 0.88～2.97 μg·L-1，總濃度平均值分別為 2.73、0.67、0.17 μg·L-1和1.70 μg·L-1。豬場廢水中抗生素總濃度平均值（549.86 μg·L-1）是牛場廢水中（5.27 μg·L-1）的 104.3倍，說明豬場廢水中抗生素污染更為普遍。豬場廢水中TCs濃度最高，F(xiàn)Qs含量最低，但牛場廢水中SAs濃度最高，MLs含量最低，可能是因為不同畜種抗生素使用習(xí)慣不同以及抗生素在水中有不同的性質(zhì)[21]。同一畜種的糞便和廢水中4 大類抗生素比例存在區(qū)別，例如SAs在牛糞中未檢出，而在牛場廢水中則含量最高，一方面可能與養(yǎng)殖場的給藥方式有關(guān)，另一方面與抗生素自身性質(zhì)相關(guān)，腸道易吸收SAS，多經(jīng)腎小球過濾排泄，因此養(yǎng)殖廢水中有檢出?？紤]到雞的養(yǎng)殖模式、生理結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性，本研究不涉及雞場廢水。

2.3 不同類型生豬糞便中抗生素的殘留情況

由上述分析可知，生豬糞便中抗生素污染水平最高，鑒于仔豬、肥豬和母豬生長階段和所用飼料配方不同，對不同類型生豬糞便及生豬堆肥糞便中抗生素殘留情況進(jìn)行了研究。整體來看，豬糞中抗生素總濃度的平均值母豬糞（23.97 mg·kg-1）＜仔豬糞（49.38 mg·kg-1）＜肥豬糞（156.59 mg·kg-1）。從圖4a 至圖 4c可以看出，∑TCs 在母豬糞、仔豬糞和肥豬糞中殘留范圍均為最高，分別為0.02～184.45、ND～194.86 mg·kg-1和 0.18～774.05 mg·kg-1；肥豬糞中∑TCs 平均值（132.39 mg·kg-1）分別為仔豬糞（46.63 mg·kg-1）和母豬糞平均值（23.57 mg·kg-1）的 2.8 倍和 5.6 倍。仔豬糞和肥豬糞中MLs含量僅次于TCs，∑MLs在仔豬糞、肥豬糞和母豬糞中濃度范圍分別為ND～16.86、ND～241.51 mg·kg-1和 ND～1.02 mg·kg-1，∑MLs 均值表現(xiàn)為肥豬糞（24.19 mg·kg-1）＞仔豬糞（2.65 mg·kg-1）＞母豬糞（0.13 mg·kg-1）。MLs和TCs在肥豬糞便中污染更為普遍。

豬糞中FQs 與SAs 檢出率小于11%，∑FQs 檢出濃度＜1.00 mg·kg-1，仔豬糞中∑FQs 平均濃度（0.10 mg·kg-1）大于母豬糞（0.05 mg·kg-1）和肥豬糞（0.008 mg·kg-1），說明仔豬FQs 的使用量大于肥豬和母豬。母豬糞∑SAs 檢出平均濃度（0.22 mg·kg-1）遠(yuǎn)大于肥豬糞∑SAs（0.004 mg·kg-1）和仔豬糞∑SAs（0.001 mg·kg-1），這與Pan 等[22]的研究結(jié)果有所不同。整體來看，4類抗生素在3種類型生豬糞便中整體趨勢相似，TCs 是主要的抗生素污染類型。此外，母豬糞中總濃度平均值最低，肥豬糞中總濃度平均值最高，這可能是因為母豬妊娠期對抗生素的用量尤其謹(jǐn)慎，而肥豬中抗生素主要起到促生長作用，因此用量更大[1]。

家庭農(nóng)場堆肥糞便中抗生素污染情況如圖4d所示，在堆肥糞便中∑TCs（ND～341.94 mg·kg-1）＞∑MLs（ND～76.64 mg·kg-1）＞∑FQs（ND～0.19 mg·kg-1）＞∑SAs（ND～0.02 mg·kg-1），均值分別為66.71、12.78、0.03 mg·kg-1和0.004 mg·kg-1，這與鮮豬糞中4 大類抗生素的濃度順序相似。堆肥后抗生素濃度有所降低，這一方面是由于微生物的吸收轉(zhuǎn)化作用，另一方面是抗生素自身性質(zhì)與高溫等環(huán)境因素[23]作用的結(jié)果。

2.4 家庭養(yǎng)殖糞肥施用對周邊土壤的影響

為明確家庭養(yǎng)殖畜禽糞肥的施用對農(nóng)田土壤的影響，本研究對養(yǎng)殖場周邊農(nóng)田土壤中抗生素污染情況做了全面的研究。不同養(yǎng)殖場施糞土和未施糞土中抗生素污染情況如圖5 所示。從污染水平看，雞場施糞土中抗生素總濃度（1 291.06 μg·kg-1）為未施糞土中抗生素總濃度（102.51 μg·kg-1）的 12.6 倍，豬場施糞土中抗生素總濃度（423.48μg·kg-1）為未施糞土中抗生素總濃度（12.04 μg·kg-1）的35.9 倍，牛場施糞土中抗生素總濃度（22.48 μg·kg-1）為未施糞土中抗生素總濃度（2.31 μg·kg-1）的 9.7 倍。從施用糞肥后土壤中抗生素增加倍數(shù)來看，豬場土壤中抗生素污染倍數(shù)最大，其次是雞場土壤，這與不同畜種糞便中抗生素濃度大小一致，說明糞肥施用是農(nóng)田土壤中抗生素的主要來源。此外，調(diào)查還發(fā)現(xiàn)農(nóng)場周邊土壤中TCs 濃度最大，其次是FQs，其余兩類抗生素檢出較少，這可能與養(yǎng)殖場抗生素使用量有關(guān)，也可能是抗生素在土壤中降解機制不同造成的[24]。

2.5 養(yǎng)殖環(huán)境生態(tài)風(fēng)險評估

農(nóng)村地區(qū)家庭養(yǎng)殖過程中，養(yǎng)殖廢水和施肥土壤中依舊殘留大量抗生素，因此評估抗生素在養(yǎng)殖環(huán)境（土壤和廢水）中的生態(tài)風(fēng)險意義重大。根據(jù)上述結(jié)果，針對廢水和土壤中檢出濃度較大和檢出率較高的5 種抗生素（OTC、TC、CTC、DXC 和CIP）進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評估，其毒理學(xué)數(shù)據(jù)如表2所示。

各種抗生素在環(huán)境中的RQ 值如圖6 和圖7 所示，廢水中抗生素的生態(tài)風(fēng)險高于土壤中抗生素生態(tài)風(fēng)險。從圖 6 可知，廢水中 OTC、TC 和CTC 均呈現(xiàn)出高風(fēng)險，其中OTC 高風(fēng)險出現(xiàn)的頻率最高。豬場廢水中這3 種抗生素高風(fēng)險頻率顯著多于牛場廢水；DXC 在豬場廢水中呈現(xiàn)中、高風(fēng)險，而在牛場廢水中呈低風(fēng)險狀態(tài)；對于CIP，在牛場廢水中無檢出，而在豬場廢水中為低風(fēng)險。土壤中5種抗生素RQ 值如圖7 所示，從圖中可以看出，土壤中抗生素低風(fēng)險居多。試驗土壤中抗生素風(fēng)險明顯高于未施糞空白土壤；豬場施糞土中抗生素呈現(xiàn)中、高風(fēng)險，雞場施糞土中抗生素呈現(xiàn)中、低風(fēng)險，而牛場施糞土中抗生素均為低風(fēng)險，這與施肥土壤中抗生素的污染倍數(shù)有直接關(guān)系。對于不同種類抗生素，CIP和TC在施糞土中呈低風(fēng)險，而在未施糞土中未檢出，OTC 和CTC 在個別養(yǎng)殖場出現(xiàn)了中風(fēng)險，值得注意的是OTC 是土壤中唯一呈現(xiàn)高風(fēng)險的抗生素。這顯示農(nóng)村家庭養(yǎng)殖過程中抗生素污染已經(jīng)成為一個非常嚴(yán)重的問題，只有從源頭控制才能降低抗生素對環(huán)境的風(fēng)險。

表2 抗生素生態(tài)風(fēng)險參數(shù)Table 2 Antibiotic ecological risk parameters

3 結(jié)論

（1）天津市家庭養(yǎng)殖糞污中抗生素殘留普遍存在，其中四環(huán)素類抗生素檢出率和濃度在不同環(huán)境介質(zhì)中均為最高。

（2）家庭養(yǎng)殖環(huán)境介質(zhì)中抗生素污染水平各不相同，畜禽糞便中豬糞＞雞糞＞牛糞；家庭養(yǎng)殖場廢水中抗生素濃度規(guī)律為豬場＞牛場；養(yǎng)殖場周邊土壤中抗生素濃度倍數(shù)規(guī)律為豬場＞雞場＞牛場。

（3）抗生素的殘留對家庭養(yǎng)殖環(huán)境產(chǎn)生了生態(tài)風(fēng)險，豬場廢水中典型抗生素的生態(tài)風(fēng)險高于牛場廢水；糞肥的施用增加了土壤中抗生素的生態(tài)風(fēng)險，其中豬場土壤中抗生素污染風(fēng)險程度高于雞場土壤和牛場土壤。家庭養(yǎng)殖場環(huán)境介質(zhì)中抗生素的污染問題應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。