阮蓉,張克強,杜連柱,丁工堯,王素英*,支蘇麗*
(1.天津商業(yè)大學生物技術與食品科學學院,天津 300134;2.農業(yè)農村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所,天津 300191;3.東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院,哈爾濱 150030)
我國既是抗生素的生產大國,也是抗生素的使用大國[1]。2013年我國抗生素總產量為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)主要用于預防和治療病菌引起的動物疾病及促進動物生長。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]。我國畜禽糞污的產生量巨大,2015 年[4]規(guī)?;B(yǎng)殖糞污的總產生量為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構,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],進而誘導抗生素抗性基因和耐藥菌的產生,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注。Hu 等[7]調查了我國北方地區(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險。然而,當前大部分報道聚焦于規(guī)?;B(yǎng)殖糞污中抗生素殘留情況,有關種養(yǎng)結合模式下家庭養(yǎng)殖環(huán)境介質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)內酯類和四環(huán)素類)37 種抗生素進行了全面研究。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行了風險評估,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。
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 內施用糞肥后的農田試驗土壤(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)殖場詳細分布信息見圖1。
1.2.1 儀器
高效液相色譜串聯(lián)質譜儀(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?。幟仕岷土姿釟涠c(分析純,阿拉?。┮约耙叶匪囊宜岫c和磷酸二氫鉀(分析純,國藥有限公司)。
抗生素標準品包括四環(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)。以上標準品純度均大于95.0%,購于德國Dr.Ehrenstorfer。將上述抗生素標準品溶解并配制成100 μg·mL-1的各標準儲備液,儲存于-20 ℃冰箱中,測試前將標準儲備液用甲醇逐步稀釋成不同濃度的標準工作液,以制備標準曲線。
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 復溶液[0.1%甲酸水∶甲醇(1∶1,V/V)]復溶,經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-質譜儀進行抗生素測試,質譜為三重四極桿串聯(lián)質譜,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[12]。
本研究采取風險商值法對養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素進行風險評估。風險商(Risk quotient,RQ)是指環(huán)境中污染物實際測量濃度(MEC)與預測無效應濃度(PNEC)之間的比值。PNEC 根據(jù)急性或慢性毒理學的相關濃度(LC50或EC50)與評價因子(AF)的比值得到,土壤中抗生素相關毒理學數(shù)據(jù)較少,因此采用水中抗生素預測的無效應濃度(PNECwater)來估算土壤中預測的無效應濃度(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)毒理文獻中獲得;LC50為最低效應濃度;AF 評價因子根據(jù)生物毒性數(shù)據(jù)設置為1 000;Kd為水土分配系數(shù),可據(jù)文獻查詢。RQ 值將生態(tài)風險劃分為 3 個等級:RQ≥1 為高風險;0.1≤RQ<1 為中風險;0.01≤RQ<0.1為低風險[14]。
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。關于糞便中抗生素殘留濃度,不同學者得出了不同結論: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1 420.76 mg·kg-1,遠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80.64 μg·kg-1,其余抗生素濃度均低于 20.00 μg·kg-1,該結果低于本研究。Li 等[15]檢測出養(yǎng)殖場周邊土壤中 TCs 濃度高達 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)境介質中均為最高,這主要是因為TCs價格低廉、副作用小、應用廣[16]。家庭養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素的污染問題已經非常普遍,應當引起重視。
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、使用劑量和用藥習慣有關。
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。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)?;i場廢水處理設備齊全,抗生素殘留濃度遠低于本研究,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慣不同以及抗生素在水中有不同的性質[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,另一方面與抗生素自身性質相關,腸道易吸收SAS,多經腎小球過濾排泄,因此養(yǎng)殖廢水中有檢出。考慮到雞的養(yǎng)殖模式、生理結構和生活習性,本研究不涉及雞場廢水。
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化作用,另一方面是抗生素自身性質與高溫等環(huán)境因素[23]作用的結果。
為明確家庭養(yǎng)殖畜禽糞肥的施用對農田土壤的影響,本研究對養(yǎng)殖場周邊農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,說明糞肥施用是農田土壤中抗生素的主要來源。此外,調查還發(fā)現(xiàn)農場周邊土壤中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,也可能是抗生素在土壤中降解機制不同造成的[24]。
農村地區(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)風險意義重大。根據(jù)上述結果,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)進行生態(tài)風險評估,其毒理學數(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)風險高于土壤中抗生素生態(tài)風險。從圖 6 可知,廢水中 OTC、TC 和CTC 均呈現(xiàn)出高風險,其中OTC 高風險出現(xiàn)的頻率最高。豬場廢水中這3 種抗生素高風險頻率顯著多于牛場廢水;DXC 在豬場廢水中呈現(xiàn)中、高風險,而在牛場廢水中呈低風險狀態(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,土壤中抗生素低風險居多。試驗土壤中抗生素風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、高風險,雞場施糞土中抗生素呈現(xiàn)中、低風險,而牛場施糞土中抗生素均為低風險,這與施肥土壤中抗生素的污染倍數(shù)有直接關系。對于不同種類抗生素,CIP和TC在施糞土中呈低風險,而在未施糞土中未檢出,OTC 和CTC 在個別養(yǎng)殖場出現(xiàn)了中風險,值得注意的是OTC 是土壤中唯一呈現(xiàn)高風險的抗生素。這顯示農村家庭養(yǎng)殖過程中抗生素污染已經成為一個非常嚴重的問題,只有從源頭控制才能降低抗生素對環(huán)境的風險。
表2 抗生素生態(tài)風險參數(shù)Table 2 Antibiotic ecological risk parameters
(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)境介質中均為最高。
(2)家庭養(yǎng)殖環(huán)境介質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)境產生了生態(tài)風險,豬場廢水中典型抗生素的生態(tài)風險高于牛場廢水;糞肥的施用增加了土壤中抗生素的生態(tài)風險,其中豬場土壤中抗生素污染風險程度高于雞場土壤和牛場土壤。家庭養(yǎng)殖場環(huán)境介質中抗生素的污染問題應當引起足夠重視。