岷江上游流域土壤抗生素殘留對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

胡 堯，馬曉黎

(1.四川省阿壩師范學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，四川 汶川 623002；2.成都大學(xué)/抗生素研究與再評(píng)價(jià)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/四川抗菌素工業(yè)研究所，四川 成都 610052)

在和平與發(fā)展為主題的時(shí)代背景下，中國(guó)也在不斷發(fā)展的過程中，自身科技也在不斷的發(fā)展與完善，而這些技術(shù)也給中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶來發(fā)展的更強(qiáng)動(dòng)力，但不可否認(rèn)，這些技術(shù)的應(yīng)用也給中國(guó)的環(huán)境造成極大的影響?？股厥且环N具有干擾以及消滅微生物或者是生活細(xì)胞的物質(zhì)，而這種物質(zhì)的產(chǎn)生多是因養(yǎng)殖等行業(yè)中抗生素的頻繁使用，動(dòng)物難以將其消耗，利用糞便等排泄物將其排泄于環(huán)境中，進(jìn)而造成土壤中有著較高的抗生素殘留，對(duì)當(dāng)?shù)氐闹参铩?dòng)物以及動(dòng)植物的耐藥性產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。

1 研究區(qū)域概況

岷江上游流域位于中國(guó)西南橫斷山區(qū)腹地，是青藏高原和四川盆地的過渡區(qū)域，也是成都平原的重要生態(tài)屏障和水源地，岷江上游流域的生態(tài)安全對(duì)于下游成都平原而言其重要性不言而喻。區(qū)域內(nèi)山脈交錯(cuò)縱橫，地勢(shì)起伏極大，地形復(fù)雜，成土過程漫長(zhǎng)，區(qū)內(nèi)耕作土壤主要是山地黃壤、山地黃棕壤，本就貧瘠。本研究以岷江上游的重要支流壽溪河為主要區(qū)域，通過定點(diǎn)采樣和實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)土壤中抗生素殘留情況作了初步分析和評(píng)價(jià)，以期降低抗生素對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的不良影響。

2 岷江上游流域土壤抗生素污染現(xiàn)狀

2.1 土霉素污染現(xiàn)狀

土霉素是現(xiàn)階段我國(guó)在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中土壤中較為常見的污染元素之一，而從現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)來看，土霉素在土壤中的蘊(yùn)含量較多，部分地區(qū)甚至超過3511μg/kg，而研究人員則表示土霉素超標(biāo)地區(qū)多數(shù)存在使用畜禽類糞肥進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植。通過研究人員采樣發(fā)現(xiàn)，岷江上游流域的土壤中也存在土霉素超標(biāo)的情況。

2.2 金屬元素現(xiàn)狀

一般情況下單獨(dú)的金屬元素或者是抗生素都會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成一定的影響，而在兩者共同作用的情況下，會(huì)由于化學(xué)污染物與生物、化學(xué)污染物與化學(xué)污染物之間產(chǎn)生交互作用；化學(xué)污染物與生物、化學(xué)污染物與污染物之間產(chǎn)生獨(dú)立、促進(jìn)或者是抑制等方面的情況，造成金屬元素與抗生素之間的混合在一定程度上會(huì)加深土壤對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，進(jìn)而對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展造成極大的影響。而從現(xiàn)階段我國(guó)發(fā)展實(shí)際情況來看，伴隨著我國(guó)的發(fā)展，對(duì)于養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展重視程度更高，大型養(yǎng)殖場(chǎng)的數(shù)量也呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，從岷江地區(qū)所獲取的數(shù)據(jù)來看，其在實(shí)際發(fā)展過程中對(duì)于四環(huán)素類、喹諾酮類以及磺胺類的抗生素應(yīng)用較為頻繁，而現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，Zn、As、Cu、Cr等金屬會(huì)被廣泛的應(yīng)用與養(yǎng)殖業(yè)中，而這些金屬與部分抗生素之間的混合使用會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生聯(lián)合作用，而其的毒素也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單一金屬污染或者是抗生素污染。且抗生素與重金屬之間的混合也會(huì)在極大程度上增加治理的難度[1]。

從岷江上游地區(qū)發(fā)展實(shí)際情況來看，壽溪河流域大部分地區(qū)的土壤呈現(xiàn)弱酸性，而這種情況的產(chǎn)生主要是由于土壤中含有大量的有機(jī)質(zhì)。有學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究后則表示，壽溪河等岷江上游地區(qū)在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中土壤中的重金屬元素會(huì)高于正常水平，而土壤中的有機(jī)質(zhì)、重金屬以及土壤顆粒會(huì)相互作用，在土壤顆粒粒徑較小的情況下，其對(duì)金屬元素以及有機(jī)質(zhì)吸附作用越強(qiáng)。再從分析已有的數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)階段岷江上游流域土壤重金屬污染中最為嚴(yán)重的污染元素是Cd，而As也處于隨時(shí)會(huì)超過警戒線的數(shù)值之上。目前多數(shù)研究人員認(rèn)為，岷江上游流域土壤中的金屬元素殘留的主要原因是養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)過程的廢水。

2.3 抗生素污染現(xiàn)狀

岷江上游地區(qū)土壤中所含有的抗生素大致有14種，而四環(huán)素類、磺胺類以及喹諾酮類最為常見。有數(shù)據(jù)表明，抗生素在土壤中的殘留與其所處的位置有著較大的關(guān)聯(lián)，位于養(yǎng)殖場(chǎng)附近的土壤以及水資源中抗生素的殘留最為嚴(yán)重，其次以養(yǎng)殖場(chǎng)周邊的堆肥以及周邊農(nóng)耕用地中的抗生素含量較高，因此可以看出，抗生素的主要來源是農(nóng)村養(yǎng)殖戶，尤其大型養(yǎng)殖場(chǎng)。

3 農(nóng)業(yè)土壤抗生素來源研究

土壤中的抗生素殘留過多基本是因?yàn)榍菪箴B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，而其他則是由于使用禽畜養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品或者是被禽畜養(yǎng)殖業(yè)所污染的資源所導(dǎo)致的。本章在研究的過程中將從農(nóng)用糞肥、灌溉水以及禽畜養(yǎng)殖業(yè)3個(gè)方面對(duì)農(nóng)業(yè)土壤中抗生素殘留情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述與分析。

3.1 農(nóng)用糞肥

農(nóng)用糞肥是現(xiàn)階段土壤中抗生素殘留量過多的主要因素，從現(xiàn)階段養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展實(shí)際情況來看，抗生素在實(shí)際應(yīng)用中能夠在極大程度上提升畜禽的整體產(chǎn)量，致使抗生素的應(yīng)用更加的頻繁。而從動(dòng)物生長(zhǎng)實(shí)際情況出發(fā)，動(dòng)物對(duì)于抗生素的吸收量是有一定限制的，大量多余抗生素就會(huì)以糞便、尿液等方式排出體外。隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展趨勢(shì)，化肥等相關(guān)產(chǎn)品的成本也越來越高，人們對(duì)于生態(tài)農(nóng)場(chǎng)的重視程度也越來越高。部分地區(qū)選擇使用養(yǎng)殖場(chǎng)所產(chǎn)生的禽畜糞肥代替原有的化肥，提升種植的安全性、控制種植成本。造成抗生素會(huì)伴隨著農(nóng)業(yè)糞肥而傳遞到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地中，進(jìn)而對(duì)其產(chǎn)生污染。

3.2 灌溉水

灌溉水中抗生素殘留量過多主要有2個(gè)方面的因素。一是種植業(yè)發(fā)展過程中所使用的水資源有部分來源于當(dāng)?shù)蒯航拥?，岷江上游地區(qū)的養(yǎng)殖業(yè)使得土壤中含有較多的抗生素殘留，污染當(dāng)?shù)氐乃?。農(nóng)用土地在選擇灌溉方式的過程中，使用含有較多抗生素殘留的水資源，則會(huì)造成抗生素在土壤中聚集，污染土地[2]。二是農(nóng)業(yè)在發(fā)展過程中自身所處的位置與養(yǎng)殖場(chǎng)等場(chǎng)地的距離十分近，養(yǎng)殖場(chǎng)周邊的水資源會(huì)受到一定的影響，具有較高的抗生素殘留，同時(shí)這些抗生素殘留會(huì)伴隨著灌溉在附近的土壤中進(jìn)行聚集進(jìn)入地下水，隨地下的動(dòng)物、微生物等的行動(dòng)軌跡變化，在土壤中局部聚集，對(duì)土地產(chǎn)生影響。

3.3 禽畜養(yǎng)殖業(yè)

抗生素可提升禽畜的抵抗力，促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，備受我國(guó)禽畜養(yǎng)殖業(yè)的重視。中國(guó)生豬飼養(yǎng)頭數(shù)以及豬肉產(chǎn)量均位于世界第一，2013～2018年，我國(guó)平均每年用于動(dòng)物飼養(yǎng)中的抗生素高達(dá)16.2萬t。由于抗生素的濫用，多數(shù)的抗生素并不能夠被動(dòng)物所吸收，通過糞便、尿液等方式傳遞到環(huán)境中，進(jìn)而對(duì)土壤產(chǎn)生影響。另養(yǎng)殖器械中也會(huì)殘留大量的抗生素，進(jìn)而造成土壤中有大量的抗生素殘留情況。

4 抗生素對(duì)土壤的影響

抗生素價(jià)格低廉以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為明顯等方面的優(yōu)勢(shì)，被廣泛的應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖，水產(chǎn)養(yǎng)殖等生產(chǎn)，多余的抗生素通過糞便形式積累在土壤中，影響區(qū)域的生態(tài)平衡，進(jìn)而對(duì)當(dāng)?shù)氐闹参锷L(zhǎng)產(chǎn)生較大的影響?，F(xiàn)主要對(duì)抗生素在土壤中殘留對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)等行業(yè)的發(fā)展而造成的影響進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述與分析。

4.1 對(duì)植物的影響

土壤中抗生素含量較高，會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)的速度以及質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品整體質(zhì)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，不利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)以及農(nóng)業(yè)的發(fā)展。如四環(huán)素會(huì)對(duì)植物的蛋白質(zhì)組、氧化應(yīng)激反應(yīng)、光合作用等產(chǎn)生影響，造成植物生長(zhǎng)過程中代謝并不符合其生長(zhǎng)的實(shí)際需求，致使植物生長(zhǎng)的形態(tài)及其內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生變化，影響植物生長(zhǎng)的質(zhì)量。四環(huán)素的使用會(huì)造成豌豆幼苗的外觀以及其代謝活動(dòng)受到影響，造成其葉片以及根系維管束中胼胝質(zhì)的含量以及沉積量產(chǎn)生較大程度的增加，影響根系中自由基的數(shù)量，造成植物生長(zhǎng)中存在大量死亡細(xì)胞，影響植物生長(zhǎng)整體質(zhì)量。

4.2 對(duì)土壤動(dòng)物的影響

土壤中所生存的動(dòng)物以及微生物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中有著極為重要的作用，極大程度上影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量與效率。土壤中抗生素含量的提升會(huì)對(duì)土壤中動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。如在濃度較好的恩諾沙星所污染的土地中，土壤中的蚯蚓會(huì)產(chǎn)生短暫的氧化應(yīng)激，其挖洞活動(dòng)以及呼吸能力受到較大程度的影響，嚴(yán)重時(shí)對(duì)蚯蚓種群的健康以及生殖造成破壞，農(nóng)業(yè)生態(tài)的穩(wěn)定性。

4.3 抗生素耐藥性的影響

抗生素在土壤中的殘留，會(huì)造成抗生素殘留在農(nóng)作物和養(yǎng)殖的動(dòng)物身上，會(huì)造成人們對(duì)抗生素的耐藥性，對(duì)當(dāng)?shù)厝巳旱拈L(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。

5 降低抗生素對(duì)土壤影響的措施

土壤中抗生素的大量殘留對(duì)農(nóng)作物、動(dòng)物、人類等產(chǎn)生影響，規(guī)范使用抗生素鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)化發(fā)展，進(jìn)而降低土壤中的抗生素含有量，為農(nóng)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)且穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

5.1 藥品合理使用

我國(guó)養(yǎng)殖行業(yè)在發(fā)展過程中抗生素的濫用較為嚴(yán)重，對(duì)周圍環(huán)境、土壤、空氣、水源污染更加嚴(yán)重。面對(duì)這種情況，首先需要我國(guó)相關(guān)單位制定更加合理的藥品使用規(guī)范，并對(duì)各個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)的藥品使用要求明確的規(guī)定，在較大程度上提升藥品使用的合理性，降低抗生素濫用概率[3]。其次，邀請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人士，對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)情況等方面進(jìn)行研究與分析，并對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的養(yǎng)殖手段以及措施等進(jìn)行評(píng)估，給養(yǎng)殖場(chǎng)以更加合理的建議與意見，鼓勵(lì)養(yǎng)殖場(chǎng)在發(fā)展的過程中更加合理的進(jìn)行藥品使用，提升抗生素等藥品使用的合理性，降低抗生素濫用概率。

5.2 研究更加新型合理的農(nóng)藥

我國(guó)在不斷發(fā)展的過程中醫(yī)學(xué)、科技的領(lǐng)域都呈現(xiàn)加速上升的趨勢(shì)，新型農(nóng)藥的研究，突出更加符合現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展實(shí)際情況的農(nóng)藥，降低藥品于環(huán)境的污染。首先，我國(guó)在發(fā)展過程中是要建立相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)制度，對(duì)于在養(yǎng)殖業(yè)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，有著突出表現(xiàn)的研究人員進(jìn)行物質(zhì)以及非物質(zhì)上的鼓勵(lì)，刺激更多的研究人員能夠參與到養(yǎng)殖業(yè)以及農(nóng)業(yè)相關(guān)藥品的研究工作中。也能夠在一定程度上滿足部分研究人員自我價(jià)值實(shí)現(xiàn)的目的，更好的進(jìn)行相關(guān)藥品的深入研究與分析。其次，重視原有藥物的改進(jìn)與優(yōu)化，在進(jìn)行藥品研究的過程中，除了要進(jìn)行新的藥品研究之外，也需要對(duì)原有的藥品進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，原有的藥品相關(guān)研究資料較多，能夠?yàn)檠芯咳藛T提供更多的研究方向和研究思路。

5.3 禽畜飼養(yǎng)科學(xué)化發(fā)展

禽畜飼養(yǎng)的科學(xué)化發(fā)展能提升禽畜飼養(yǎng)的質(zhì)量，也能降低禽畜飼養(yǎng)對(duì)其他行業(yè)的影響，保證禽畜飼養(yǎng)工作能夠在最大程度上與周邊的環(huán)境維持和諧關(guān)系，促進(jìn)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。首先，從意識(shí)角度上出發(fā)，需要提升相關(guān)人員，對(duì)于禽畜養(yǎng)殖業(yè)科學(xué)性發(fā)展的重視程度，清晰的認(rèn)識(shí)到禽畜養(yǎng)殖業(yè)科學(xué)化發(fā)展的重要意義，并能夠發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，在禽畜養(yǎng)殖業(yè)科學(xué)化發(fā)展中做出更大貢獻(xiàn)。如，藥品研究行業(yè)能夠制定出更加合理的藥品，降低污染。污染處理部門能夠按照禽畜養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展實(shí)際情況制定更加合理的廢物處理方案，降低禽畜排泄物的污染。其次，要求我國(guó)在發(fā)展的過程中需要建立的評(píng)估監(jiān)督部門，對(duì)禽畜養(yǎng)殖對(duì)周邊環(huán)境等方面的影響進(jìn)行監(jiān)督與評(píng)估，并按照其實(shí)際情況制定相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施。如，對(duì)不合理的養(yǎng)殖場(chǎng)勒令搬遷，建立養(yǎng)殖廢水處理產(chǎn)業(yè)等建議與要求。最后，要求禽畜飼養(yǎng)企業(yè)在發(fā)展的過程中，需要重視自身的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，定期的進(jìn)行禽畜飼養(yǎng)，相關(guān)工作的研究與評(píng)估，分析禽畜飼養(yǎng)過程中存在的不足與問題，并制定相應(yīng)的優(yōu)化解決措施，使禽畜飼養(yǎng)企業(yè)在發(fā)展的過程中能夠維持一種穩(wěn)定發(fā)展，不斷發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

抗生素在禽畜飼養(yǎng)行業(yè)發(fā)展過程中有著極為重要的作用，能夠在極大程度上提升動(dòng)物的生長(zhǎng)質(zhì)量與效率，提升動(dòng)物免疫力，降低動(dòng)物死亡率。而抗生素的濫用，則會(huì)造成周邊土壤水源等方面的污染，對(duì)人類的身體健康產(chǎn)生影響。在這種情況下，需要重視新型藥物的研究，重視飼養(yǎng)行業(yè)的科學(xué)發(fā)展，重視禽畜飼養(yǎng)藥物的科學(xué)性使用，進(jìn)而在提升禽畜飼養(yǎng)質(zhì)量的同時(shí)，降低對(duì)周邊環(huán)境的影響。