Chemosphere：内陆和过渡性沉积物中的抗生素残留

文摘 2024-12-03 19:08 浙江

该文档主要研究了爱尔兰河流和过渡性沉积物中多种抗生素的浓度、分布、生态风险及相关影响因素，具体内容如下：

1. 引言

- 抗生素使用与耐药性问题：抗生素用于治疗人类和动物细菌感染，但滥用导致抗菌药物耐药性（AMR）增加，耐药菌株不断出现，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等。同时，抗生素释放到环境中对生态系统产生直接生态毒理学影响，如影响植物光合作用和线粒体，延迟发芽并减少农业土壤生物量。

- 研究背景与目的：评估抗生素进入环境的释放模式及对生态系统的风险是一个未充分研究的课题，世界卫生组织认为抗生素环境污染对抗击耐药性至关重要。本研究旨在调查爱尔兰沉积物中抗生素的存在情况，评估其对爱尔兰环境的风险，研究其在沉积物和水中的分配行为，确定主要释放源，并识别优先污染物以进行进一步调查和监测。同时介绍了爱尔兰抗生素使用情况，β - 内酰胺类在人类中使用较多，四环素类在动物中占主导，大环内酯类、氟喹诺酮类和磺胺类等被认为具有较高环境持久性和抗生物降解性。

2. 材料与方法

- 研究抗生素种类：选择与爱尔兰环境污染相关的氟喹诺酮类、大环内酯类、磺胺类（及增效剂甲氧苄啶）抗生素进行研究，包括阿奇霉素、克拉霉素等多种抗生素，部分被列为水框架指令（WFD）的“观察名单”化学品，部分在爱尔兰兽医和人类健康应用中常用。

- 样品采集：2023年从爱尔兰内陆和过渡水域采集80个沉积物样品，约1kg沉积物经均质、湿筛、冻干、密封和储存处理，同时获取水体类型、河流流速和采样点人口密度等元数据。

- 化学试剂与标准品：使用多种来源的抗生素标准品、固相萃取柱、缓冲溶液、溶剂等进行提取和分析。

- 样品提取与仪器分析：采用超声和涡旋提取、固相萃取净化、氮吹浓缩和复溶等方法处理样品，然后用超高效液相色谱 - 飞行时间质谱（UHPLC - TOF - MS）分析，详细介绍了色谱和质谱条件及校准方法。

- 数据分析与风险评估：用非参数统计检验比较抗生素浓度与元数据关系，用风险商（RQ）评估生态毒理学风险，根据公式计算RQ，依据RQ值判断风险程度。

3. 结果与讨论

- 爱尔兰沉积物中抗生素浓度：内陆和过渡性沉积物中抗生素浓度无显著差异，将数据合并分析。所有样品中至少一种抗生素浓度高于检测限，77/80样品中至少一种抗生素高于定量限。克拉霉素检测频率最高（87.2%），其次是阿奇霉素、磺胺甲恶唑和甲氧苄啶等。废水排放点附近抗生素浓度显著高于偏远地区，部分“孤立”样本中克拉霉素浓度较高可能与水产养殖或农业压力有关。

- 爱尔兰不同环境介质中抗生素比较：基于生态毒理学风险，大环内酯类（如克拉霉素）对爱尔兰环境风险较高，其在沉积物中占主导，而磺胺甲恶唑在水样本中更普遍，这与它们的辛醇 - 水分配系数有关。因此，抗生素在不同环境介质中的分配行为对风险评估很重要，应在进一步评估和监测中予以考虑。

- 爱尔兰沉积物中抗生素浓度的生态毒理学影响：多数样品中抗生素浓度低于“低风险”阈值，但克拉霉素和磺胺甲恶唑部分样品处于“中等”风险类别，阿奇霉素、恩诺沙星和环丙沙星处于低风险类别。对于环丙沙星，由于定量限高于预测无效应浓度（PNEC），需更灵敏方法评估其环境风险。总体结果表明大环内酯类环境风险较高，磺胺类风险较低但接近阈值，克拉霉素和磺胺甲恶唑在沉积物中的风险相对较低，但对生物区系高关注区域进一步评估有益。

- 爱尔兰与国际沉积物中抗生素浓度比较：爱尔兰沉积物中抗生素浓度处于国际报道的较低范围，但克拉霉素平均浓度高于可比研究且检测频率高。国际上对氟喹诺酮类和磺胺类关注较多，不同地区抗生素使用差异导致环境摄取和风险不同，如爱尔兰和阿根廷使用大环内酯类治疗肺炎，法国使用较多，中国使用氟喹诺酮类与猪肉生产有关，因此需针对性区域评估和监测。

4. 结论

- 爱尔兰沉积物中抗生素浓度总体较低，但克拉霉素除外。克拉霉素是最常检测到的抗生素，低浓度抗生素在远离废水排放点和人口中心的沉积物中发现，高浓度与废水排放、农业、水产养殖等活动有关。

- 基于浓度和PNECs，多数抗生素生态毒理学风险较低，但克拉霉素、磺胺甲恶唑和可能的环丙沙星除外。抗生素在不同环境介质中的分配行为影响风险，未来监测应关注中等或高生态毒理学风险的抗生素，并考虑不同环境隔间中单个化合物的风险。

Martin Sharkey, William A. Stubbings, Stuart Harrad, Mark G. Healy, Shijie Wang, Jingxi Jin, Ann Marie Coggins，Antibiotics residues in inland and transitional sediments，Chemosphere

DOI：10.1016/j.chemosphere.2024.143793

关注“新污染物监测与分析”公众号

声明：本文仅供科研交流使用，文中所有观点均来源于已发布的论文，如有侵权或重大问题请通过后台与编辑联系。

欢迎高校、科研单位以及监测同行的朋友们投稿！邮箱6514064@zju.edu.cn。感谢您的点赞、转发、在看，您的鼓励是我们更新的动力！

添加编辑微信 xwrw1234 加入读者交流群，与大咖在线交流

新污染物监测与分析

“新污染物监测与分析”致力于探索和分享新污染物研究动态、前沿热点以及最新发表的学术论文。为科研人员、学者、管理者搭建一个专业的信息交流平台，共同关注和应对新污染物带来的环境和健康挑战。

科研动态：城环所徐耀阳研究组-空间依赖路径量化微塑料远游的“群泵”机制

高级氧化结合液相色谱 - 高分辨质谱：阐明利奈唑胺的转化产物，在废水中发现并进行计算机模拟毒性

傅建捷团队E&H评论文章：加强非靶向筛查的利用，以全面识别人类血液和流行病学中的化学暴露指纹图

固相萃取基础知识：固相萃取小柱材质、原理及应用

上海海洋大学王有基团队JHM｜海洋热浪通过破坏肠-肝轴加剧了纳米二氧化钛对贻贝的生理损伤

重磅！元哉生物推出抗生素残留+抗生素抗性基因（ARGs）一体化检测服务

ES&T：饮用水管道修复技术释放双酚A及其他挥发性化学物质

新加坡国立大学WR：不同运行条件下饮用水处理用聚合超滤膜系统的微塑料释放

暨南大学河流生态与湿地修复团队：水生植物介导的农业径流中阿特拉津与敌草隆原位降解及其污染释放风险减控研究

ACS EST Water：利用 UHPLC-HRMS-MS 鉴定微囊藻毒素生物降解产生的新型肽

中科院生态环境中心Nature Communications｜1912-2050年全球多氯萘排放

2024年度环境保护科学技术奖奖励公告

上海交大环境学院EST：利用非靶向分子网络方法鉴定土壤中的新型碘化多氟烷基醚酸和其他新兴PFAS

海南大学海洋学院EST：1990—2020 年中国化石燃料和食物系统的甲烷排放：动态估算、驱动因素分析及减排政策优化

华南师范大学应光国团队EI｜污染物降解细菌是城市垃圾填埋场中抗生素抗性基因的超级携带者：一项基于宏基因组学的研究

浙江大学核农业科学研究所EST：不同暴露场景下蔬菜对十溴二苯乙烷的吸收、亚细胞分布和代谢

超高效液相色谱-串联质谱法测定运动营养食品中60种类固醇激素

新污染物处理技术：快速、简便、廉价、高效、耐用且安全的（QuEChERS）样品前处理方法的发展及应用综述

欧洲环境科学：污水污泥中全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）的研究综述

欧洲环境科学：捷克饮用水中的塑料微粒污染：综合监测的见解

深化科技体制改革为中国式现代化提供强大科技支撑

珠江三角洲水和沉积物中 PFAS 的分布、分区、来源分配和生态风险评估

斯坦福大学EST Letters：甲型流感病毒在生牛奶中的感染性和持久性

2024年度科技突破-《科学》杂志

香港大学太古研究院EST：海洋酸化下的性别秘密-低 pH 如何影响贝类后代性别比例？

水果脱酸剂/退酸剂

广西医科大学Environ Int：血清代谢组与全氟及多氟烷基物质暴露及甲状腺癌风险的关联：基于机器学习的多模块整合分析

|科研动态| PNAS：iRhizo-Chip——植物根际过程研究微流控芯片新平台

Environ Int：近海沉积物中的新型有机磷酸酯及其转化产物：赋存、时间趋势和风险评估

同济大学ESPR：乡镇污水处理厂中抗生素和抗生素抗性基因（ARGs）的赋存、去除及生态风险

中科院城环所ES&T：细胞外囊泡是室内灰尘中环境过敏原的普遍且有效的载体

|中国药科大学|新污染物分析技术：直接进样 UPLC-MSMS 方法分析废水中的 77 种化合物

北京师范大学环境学院EST：叶面施用氧化锌纳米颗粒减轻菲和镉对生菜的植物毒性-植物 - 根际 - 微生物长距离调控

哈尔滨商业大学：基于绿色溶剂的液相微萃取技术在中药活性成分色谱分析中的研究进展

2023 年Environmental Science & Technology最佳论文奖

科研动态：同济大学环境学院毛舜教授团队——氧还原反应耦合电氧化系统实现高效和可持续的水处理

自然：干细胞迈向临床-癌症、糖尿病和帕金森病的治疗方法或将很快问世

北京大学公共卫生学院E&H新兴全氟化学品GenX-环境和生物归宿与风险

科研动态：城市环境研究所在高通量荧光法解析环境活性耐药微生物研究中取得进展

EST Letters：警惕！氟橡胶表带中的 PFHxA：潜在风险不容忽视

科研动态：王亚韡研究员团队关于环境污染物的暴露与健康影响研究取得新进展

加州大学EST综述：微塑料暴露对人类消化、生殖和呼吸系统健康的影响

ES&T综述丨EDA融合高通量筛查、大数据与人工智能，构建强大的新污染物检测识别体系!

浙江中医药大学生命学院EHP：有机磷阻燃剂与代谢紊乱：一项针对脂联素受体的计算机模拟、体外和体内研究

《Chemosphere》被移出SCI名录，引发学术圈震动

2024年度环境保护科学技术奖（自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖）拟授奖项目公示

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉