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桂林市青獅潭水庫沉積物抗生素污染特征及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2024-11-10 00:00:00董堃唐宇坤周欣雨黃浩宇王敦球李海翔
關(guān)鍵詞:生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)抗生素

摘要:為研究抗生素的使用對(duì)水庫生態(tài)的影響,于2022年10月選取桂林市備用飲用水水源地青獅潭水庫作為研究區(qū)域,利用固相萃取和超高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)青獅潭水庫沉積物中磺胺類、四環(huán)素類、喹諾酮類等三大類17種抗生素含量進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,20個(gè)采樣點(diǎn)總濃度為3.79-11.10 ng·L-1,共檢出7種磺胺類、4種四環(huán)素類、3種喹諾酮類抗生素,平均濃度為0.084~1.26 ng·L-1,其中檢出濃度最高的抗生素為氧氟沙星(OFL),濃度為5.21 ng·L-l,氧氟沙星是檢出率最高的抗生素,檢出率為90%。對(duì)青獅潭水庫沉積物抗生素生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,研究表明:青獅潭水庫沉積物三大類17種抗生素風(fēng)險(xiǎn)商值RQlt;1,表現(xiàn)出低風(fēng)險(xiǎn);但不同采樣點(diǎn)最大風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)均指向氧氟沙星,需要注意氧氟沙星的排放問題。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果表明,青獅潭水庫沉積物抗生素對(duì)人體健康無風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞:抗生素;青獅潭水庫;生態(tài)風(fēng)險(xiǎn);健康風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號(hào):X524;X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1672-2043(2024)01-0143-09 doi:10.11654/jaes.2023-0692

抗生素是一種具有抵抗微生物活性的新興微生物二級(jí)代謝產(chǎn)物或天然、半人工和人工合成的化合物,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的生產(chǎn)以及漁業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)。近幾十年來,抗生素污染嚴(yán)重威脅到水生態(tài)系統(tǒng)和人類健康,引發(fā)的環(huán)境污染問題已引起世界廣泛關(guān)注,我國抗生素的生產(chǎn)量和消耗量一直以來都位居世界前列。大量消耗的抗生素進(jìn)入生物體后無法被完全吸收利用和被機(jī)體充分代謝,約有20.0%-97.0%在使用后以其原藥的形式遷移到環(huán)境中,呈現(xiàn)明顯的“假持久性”。同時(shí)部分殘留抗生素通過循環(huán)系統(tǒng)以吸附、轉(zhuǎn)化、絡(luò)合和富集的形式進(jìn)入水循環(huán),在食物鏈中傳遞濃縮,進(jìn)一步增大污染嚴(yán)重程度。目前的污水處理技術(shù)無法對(duì)痕量抗生素進(jìn)行高效去除,造成自然水體抗生素含量升高,對(duì)環(huán)境及人類健康構(gòu)成重大威脅。

目前在全球范圍內(nèi),地下水、湖泊、水庫、魚類孵化場和沉積物中均檢測到微量抗生素的存在,其污染濃度水平通常在ng·L-1至ug·L-1之間。在各種水生環(huán)境中,沉積物是水體中抗生素遷移轉(zhuǎn)化過程中的重要載體、歸宿和主要場所,同時(shí)也是自然環(huán)境中抗生素的主要匯集地。湖泊水庫為抗生素和環(huán)境細(xì)菌提供了一個(gè)良好的混合場所,由于水的流速較低,湖泊水庫稀釋和搬運(yùn)抗生素的能力較弱,抗生素類污染物在流入后,易沉入水庫底部,在底泥沉積物中形成蓄積式污染,當(dāng)水力條件有所變化時(shí),沉積物中殘留的抗生素重新釋放并通過遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)入到水體中,造成二次污染。人類活動(dòng)的區(qū)域能夠加速沉積物中抗生素的富集,沉積物能夠一定程度上吸附抗生素并保證其穩(wěn)定存在,沉積物中富集的抗生素造成的危害遠(yuǎn)大于水體中的抗生素。此外,沉積物還為底棲生物提供棲息地和食物來源,因此,沉積物中的抗生素可能通過食物鏈對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成巨大的潛在風(fēng)險(xiǎn),對(duì)沉積物中的抗生素的污染水平研究存在一定的必要性。

目前不同研究中暴露的沉積物中殘留抗生素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)已受到廣泛關(guān)注。四環(huán)素類、喹諾酮類、磺胺類抗生素在我國典型湖泊水體、沉積物和有機(jī)體中均有不同程度的檢出。例如Li等對(duì)我國七大河流的沉積物中近百種抗生素污染情況進(jìn)行了調(diào)研,發(fā)現(xiàn)沉積物中的抗生素種類包括喹諾酮類、磺胺類和四環(huán)素類三大類12種抗生素,其濃度中位數(shù)為0.15-110.00 ng·g-1;海南省5個(gè)典型飲用水源地沉積物樣品被檢測出12種抗生素,總濃度范圍為3.46-28.92ng·g-1,主要污染物為氟羅沙星;閩江河口區(qū)域沉積物被檢出6類(磺胺類、氯霉素類、大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類、硝基咪唑類和苯并咪唑類)19種抗生素,范圍在4.16-64.74 ng·g-1,平均值為17.35 ng·g-1。作為桂林市的備用飲用水水源地,青獅潭水庫是一個(gè)集城鄉(xiāng)供水、漓江補(bǔ)水、防洪、發(fā)電、灌溉等綜合功能于一體的大型水庫,其水質(zhì)安全尤為重要,飲用水的攝入是抗生素進(jìn)入人體的一個(gè)重要途徑,因此青獅潭水庫的抗生素殘留問題需要引起重視。然而,有關(guān)青獅潭水庫的抗生素殘留的研究主要集中在水體和沉積物中喹諾酮類抗生素的分布特征等方面,目前尚無關(guān)于青獅潭水庫磺胺類、四環(huán)素類、喹諾酮類等三大類抗生素痕量污染狀況的報(bào)道。本研究擬對(duì)該區(qū)域沉積物17種抗生素污染分布特征進(jìn)行探討,并初步評(píng)價(jià)其潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

1材料與方法

1.1樣品采集

本研究布設(shè)的采樣點(diǎn)根據(jù)青獅潭水庫的實(shí)際水系與水文特征進(jìn)行布置,利用“十字”布點(diǎn)法,共布設(shè)20個(gè)采樣點(diǎn)位(S1-S20),如圖1所示。其中北湖布置點(diǎn)位12個(gè),南湖布置點(diǎn)位8個(gè),其中S1-S8位于南湖區(qū),S9-S20位于北湖區(qū),采樣點(diǎn)所選的位置覆蓋了南湖和北湖居民活動(dòng)較為頻繁的區(qū)域,其中北湖區(qū)以蘭田鄉(xiāng)居民生活為主,南湖區(qū)以公平鄉(xiāng)、青獅潭鄉(xiāng)以及庫區(qū)周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活為主。

2022年12月,在青獅潭水庫對(duì)上述20個(gè)點(diǎn)位的底層沉積物進(jìn)行取樣,每個(gè)沉積物由3個(gè)樣均勻混合而成,采集后瀝水除雜,采用經(jīng)過重鉻酸鉀洗液和蒸餾水沖洗預(yù)處理的棕色廣口玻璃瓶現(xiàn)場冷凍貯存并盡快運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室,沉積物樣品在-80℃下冷凍干燥,研磨過60目篩后置于-20℃冰箱保存。

1.2儀器與試劑

主要儀器設(shè)備:Waters Xevo TQ-S Micro超高效液相色譜三重四極桿質(zhì)譜儀、Waters Oasis HLB固相萃取柱(500 mg,6 mL,Waters,美國)、氮吹儀(N-EVAP-112,Organomation,美國)、固相萃取裝置(24-port model,Supelco,美國)、ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(2.1 mmX100 mm,1.7 um)、Aglient Bund ElutSAX強(qiáng)陰離子交換柱(500 mg,6 mL,Aglient,美國)、混合纖維濾膜(0.45 um,47 mm,Millipore,美國)和1mL一次性注射器。

主要試劑:甲醇、乙腈(質(zhì)譜純)、甲酸、氨水(優(yōu)級(jí)純)、乙二胺四乙酸二鈉(優(yōu)級(jí)純);磺胺類藥物(SAs)包括磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ,CAS: 68-35-9)、磺胺甲惡唑(Sulfamethoxazole,SMZ,CAS:723-46-6)、磺胺甲基嘧啶(Sulfamerazine,SMR,CAS:127-79-7)、磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine, SMM, CAS:57-68-1)、磺胺甲氧噠嗪(Sulfamethoxypyridazine,SMP,CAS:80 -35-3)、磺胺氯噠嗪(Sulfachloropyridazine,SCP,CAS:80-32-0)、磺胺多辛(Sulfadoxine,SDM,CAS:2447-57-6)、磺胺間甲氧嘧啶(Sulfamonomethoxine,SM2,CAS:1220-83-3)和甲氧芐嘧啶(Trimethoprim,TMP,CAS:738-70-5)。喹諾酮類藥物包括諾氟沙星(Nor-floxacin,NOR,CAS:70458-96-7)、環(huán)丙沙星(Cipro -floxacin,CIP, CAS: 85721-33-1)、恩諾沙星(Enroflox -acin,ENR,CAS:93106-60-6)和氧氟沙星(Ofloxacin,OFL, CAS: 82419-36-1)。四環(huán)素類藥物包括四環(huán)素(Tetracycline,TC,CAS:60-54-8)、強(qiáng)力霉素(Doxycy-cline,DC,CAS:564-25-0),土霉素(Oxytetracycline,OTC, 79-57-2)和金霉素(Chlortetracycline,

CTC,CAS:57-62-5)??股貥?biāo)準(zhǔn)品均購自壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司,純度均大于99010,磺胺噻唑-D4、諾氟沙星-D5和13C3-caffeine替代物購自Cambridge Iso-tope Labratories公司。

1.3樣品前處理

參考了前人研究對(duì)沉積物基質(zhì)中抗生素的檢測方法,準(zhǔn)確稱量2.5 g沉積物(干質(zhì)量,冷凍干燥研磨過60目)于50 mL塑料離心管內(nèi),加入替代物50 ng后,加入20 mL溶劑(體積比為1:1的乙腈和0.1 mol·L-1的pH=4檸檬酸鈉溶液),渦旋振蕩1 mm,超聲15mm,以4 000 r·min-1離心9 min,最后析出上清液,這一過程重復(fù)2遍。2次上清液合并,在40-55℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(去除有機(jī)溶劑)至上清液體積無變化;超純水稀釋上清液至200 mL,加入0.2 g Na2EDTA絡(luò)合金屬離子。SPE柱凈化:將HLB柱與SAX柱串聯(lián),依次用6 mL甲醇、6 mL pH=3的超純水和6 mL 2 g·L-1 pH=3的Na2EDTA溶液活化;稀釋至200 mL的萃取液以4mL·min-1流速過柱后移除SAX柱,8 mL pH=3的超純水淋洗HLB柱去除雜質(zhì),接著用N2將小柱的填料吹干后,加入4 mL含0.1%(體積比)甲酸的甲酸-甲醇溶液和4 mL含3%(體積比)氨水的氨水-甲醇混合溶液洗脫目標(biāo)物,洗脫液用氮吹濃縮至近干后,加入1 mL含0.05%(體積比)甲酸的3:2(體積比)甲醇-水的混合液溶解,經(jīng)0.22 um聚四氟乙烯過濾器過濾定容至1 mL,等待進(jìn)行LC-MS/MS測試。

采用Waters Xevo TQ-S Micro超高效液相色譜三重四極桿質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。設(shè)置條件為柱溫30℃,進(jìn)樣量5 uL;流動(dòng)相分別為含0.05%(體積比)甲酸的超純水(A)和甲醇(B);流速為0.25 mL·min-1。流動(dòng)梯度洗脫條件為:2 min時(shí)流動(dòng)相A和流動(dòng)相B的比例從95/5換為80/20,6.5 min時(shí)流動(dòng)相A和流動(dòng)相B的比例從80/20換為65/35,7 min時(shí)流動(dòng)相A和流動(dòng)相B的比例從65/35換為5/95,9.5 min時(shí)流動(dòng)相A和流動(dòng)相B的比例從5/95換為95/5,洗脫至12 min結(jié)束。質(zhì)譜條件設(shè)置為電噴霧電離(ESI)源正離子模式和多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式。離子源溫度設(shè)置為150℃,毛細(xì)管電壓設(shè)置為4 000 V。

1.4質(zhì)量控制與保證

為控制前處理過程中產(chǎn)生的損失,所有采集樣品均加入了磺胺噻唑-D4、諾氟沙星-D5和13C3-caffeine組成的替代物混標(biāo),考察沉積物樣品的基質(zhì)效應(yīng)。5ng·g-1的加標(biāo)樣品回收率在71.64%-110.65%之間,3次加標(biāo)沉積物樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在5.08%-15.51%。方法檢出限如表1所示,檢出限在0.01-1.02 ng·g-1之間,定量限在0.04-3.25 ng·g-1之間。

1.5風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1.5.1生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

抗生素進(jìn)入水庫環(huán)境后,會(huì)對(duì)水生動(dòng)植物產(chǎn)生一定量的生態(tài)毒性且排放進(jìn)入環(huán)境后成為新污染物,其健康風(fēng)險(xiǎn)日益引起廣泛關(guān)注。因此為了掌握桂林青獅潭水庫生態(tài)環(huán)境安全現(xiàn)狀,有必要對(duì)桂林青獅潭水庫沉積物抗生素開展生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

采用風(fēng)險(xiǎn)商數(shù)(RQ)對(duì)桂林青獅潭水庫沉積物抗生素的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,RQ法的公式如下:

由于不同種類抗生素對(duì)不同物種的毒性不同,因此選用最敏感物種的PNEC作為評(píng)估值,如表1示。

1.5.2健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

本研究基于風(fēng)險(xiǎn)商模型評(píng)估并將不同年齡段健康風(fēng)險(xiǎn)作為考慮因素。具體的計(jì)算方法見公式(3)、(4)。

2結(jié)果與討論

2.1抗生素污染情況及分布特征

桂林青獅潭水庫沉積物中檢出抗生素的種類為15種,水庫沉積物抗生素含量的空間分布見圖2(a),四環(huán)素類抗生素和喹諾酮類抗生素是檢出濃度最高的兩大類抗生素,分別占檢出抗生素總量的36.67%和32.22%,磺胺類抗生素檢出濃度范圍為ND-7.020ng·g-1,檢出率為0-35%,是檢出率最低的抗生素;檢出濃度最高的抗生素為CTC,濃度為4.040 ng·g-1,檢出率最高的抗生素為OFL,達(dá)到了90%。

如圖2(b)所示,抗生素在S1-S20檢出濃度為3.795 5-11.105 9 ng·g-1,中值為7.853 8 ng·g-1,平均值為7.197 5 ng·g-1,其中S15(屬于村莊生活區(qū))點(diǎn)位抗生素檢出濃度最高(11.105 9 ng·g-1),可能是由于其位于水庫的上游位置,水流速度緩慢,靠近河岸,導(dǎo)致附近村莊周圍的植物覆蓋區(qū)域和耕地中殘留的抗生素以地表徑流的形式進(jìn)入水庫,同時(shí)附近的生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)的存在導(dǎo)致抗生素在水生動(dòng)物體內(nèi)殘留,使得水生動(dòng)物糞便排泄的抗生素、未被水生動(dòng)物吸收完全的抗生素及飼料中的抗生素最終以原藥的形式沉降到底部沉積物中,導(dǎo)致該村莊生活區(qū)沉積物中抗生素濃度偏高,與劉潔的研究相似。

20個(gè)采樣點(diǎn)中共檢測了9種磺胺類抗生素,如圖3所示,其中SMZ和SCP在20個(gè)點(diǎn)位中并未檢出,9種磺胺類抗生素的檢出率范圍為0-65%,平均檢出率為40.56%。S20點(diǎn)磺胺類抗生素濃度最高,達(dá)到3.949ng·g-1,可能是由于該點(diǎn)匯水區(qū)域面積較小,抗生素污染物易沉入水庫底部,且磺胺類抗生素容易被有機(jī)質(zhì)含量高的顆粒物所吸附而在沉積物中富集造成了一定的污染,同時(shí)其岸邊分布耕地和果樹林,施用部分化學(xué)農(nóng)藥,利用率較低造成未被利用的部分抗生素向下滲透淋溶;TMP的檢出率和檢出濃度較高,TMP的檢出濃度在0.760-0.796 ng·g-1,檢出率為65%,其原因是TMP作為磺胺類抗生素的增效劑,與其他磺胺類抗生素之間(例如SMX)以及某些抗菌劑協(xié)同使用能夠提高抗菌的效果。

20個(gè)采樣點(diǎn)中共檢測了4種喹諾酮類抗生素,ENR在所有點(diǎn)位中并未檢出,在20個(gè)采樣點(diǎn)檢測的喹諾酮類抗生素中,OFL檢出率和檢出濃度最高,檢出率達(dá)到90%,檢出濃度為24.465 ng·g-1,檢出范圍為ND-5.521 ng·g-1,平均濃度為1.223 ng·g-1;在已檢出的三大類抗生素中,喹諾酮抗生素檢出含量最高,其原因是喹諾酮類抗生素為人獸共用的抗生素,目前已在畜牧養(yǎng)殖、漁業(yè)大量使用,同時(shí)其對(duì)沉積物的吸附性能要優(yōu)于磺胺類抗生素和四環(huán)素類抗生素,喹諾酮類抗生素對(duì)于生物降解的貢獻(xiàn)較低,與沉積物中的顆粒狀態(tài)物質(zhì)具有一定的結(jié)合潛力,使得喹諾酮類抗生素在沉積物中降解速度較慢,導(dǎo)致喹諾酮類抗生素在沉積物中體現(xiàn)出高濃度。莫苑敏等于2017年10月采用液相色譜對(duì)青獅潭水庫15個(gè)點(diǎn)位的沉積物中4種喹諾酮類抗生素(OFL、NOR、CIP和ENR)進(jìn)行檢測,其濃度范圍是34.94-236.18 ng·g-1,且4種喹諾酮類抗生素對(duì)青獅潭水庫沉積物環(huán)境具有高風(fēng)險(xiǎn),青獅潭水庫水體和沉積物喹諾酮類抗生素污染較為嚴(yán)重,本研究在五年后對(duì)上述4種喹諾酮類抗生素進(jìn)行探究,4種喹諾酮類抗生素的濃度范圍是0-6.617 ng·g-1,較五年前青獅潭水庫沉積物中4種喹諾酮類抗生素殘留情況有了明顯改善。說明水庫水質(zhì)環(huán)境綜合治理及與抗生素相關(guān)的畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型生態(tài)漁業(yè)均取得較好的成效。

20個(gè)采樣點(diǎn)中共檢測了4種四環(huán)素類抗生素,其中CTC的檢出率和檢出濃度均最高,為80%和25.213 ng·g-1,檢出范圍為ND-4.040 ng·g-1,平均濃度為1.260 ng·g-1,廣泛以飼料促生長劑的形式用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中,四環(huán)素類抗生素在水體中含量較低,但是易吸附于底泥沉積物表面,同時(shí)其經(jīng)過代謝后仍有50%-80%進(jìn)入環(huán)境中并殘留于沉積物中,導(dǎo)致采樣點(diǎn)中四環(huán)素類抗生素濃度偏高。

利用百分含量分布圖、相關(guān)性分析圖和主成分分析圖對(duì)桂林青獅潭水庫沉積物3類15種檢出抗生素進(jìn)行分析,如圖4(a)和圖4(b)所示,可以揭示青獅潭水庫中抗生素遷移轉(zhuǎn)化過程的潛在作用機(jī)制。對(duì)各點(diǎn)不同種抗生素濃度之間進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),大部分采樣點(diǎn)抗生素的污染差異不顯著(Pgt;0.05),SDZ、SM2、NOR、SMP、TMP、CIP及OTC等抗生素含量之間相互存在一定的相關(guān)性(Plt;0.05),歸屬于三大類的多種抗生素均存在一定的相關(guān)性,在一定條件下水流速度較慢導(dǎo)致水力交換效應(yīng)較弱,使得沉積物成為了抗生素匯集賦存的場所,與楊聰?shù)妊芯款愃?。利用主成分分析法?duì)已檢出的抗生素來源進(jìn)行分析,共得到6個(gè)主成分,主成分1代表了SDZ、SMP、SM2、TMP、CTC、TC、SMR;主成分2代表了SMP、NOR、DC、CTC、OTC;主成分3代表了SDZ、SMM、SDM、OFL、DC;主成分4代表了TMP、SDM;主成分5代表了SM2、CIP、OTC;主成分6代表了SDM、CIP、CTC,分別可以解釋方差的19.506%、16.648%、15.360%、12.309%、9.398%和6.808%,累積百分率達(dá)到80.029%。主成分分析結(jié)果表明:影響青獅潭水庫沉積物的主要磺胺類抗生素污染物為(SDZ、SMP、SM2、TMP、SMR),5種第一主成分篩選出來的抗生素在(PCl)上載荷系數(shù)的絕對(duì)值均大于0.4,磺胺類抗生素用在化學(xué)農(nóng)藥中使用較為常見,推測青獅潭水庫周邊的使用化學(xué)農(nóng)藥所產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)污水是青獅潭沉積物抗生素的主要來源之一;喹諾酮類抗生素多被用作人畜共用藥,四環(huán)素類抗生素多作為養(yǎng)殖常用藥使用,喹諾酮類抗生素和四環(huán)素類抗生素所在成分較為靠后,可以解釋的方差比例低于磺胺類抗生素,由此可推斷,青獅潭水庫周邊抗生素在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的使用導(dǎo)致了水環(huán)境抗生素的殘留。

2.2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

從采樣點(diǎn)的角度分析,由圖5可以看出,S1、S2、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S11、S12、S13、S17、S19、S20等14個(gè)點(diǎn)的RQ均小于0.1,表明青獅潭水庫沉積物中抗生素所造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)處于低或可忽略的水平,對(duì)環(huán)境幾乎無影響;S3、S10、S14、S15、S16和S18的RQ在0.1和1之間,表明青獅潭水庫沉積物的抗生素所造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)處于中等水平,表明上述點(diǎn)位抗生素的污染不容樂觀;RQ大于1的點(diǎn)位并未出現(xiàn),可以認(rèn)為青獅潭水庫沉積物抗生素20個(gè)點(diǎn)位均不存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)處于高水平的情況。

由于SMP、SMR 2種抗生素的PNEC值未檢索到相關(guān)數(shù)據(jù),ENR、SMZ和SCP 3種抗生素未檢出,故對(duì)剩余的12種抗生素進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商評(píng)價(jià)結(jié)果如圖6所示。OFL生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高,RQ的范圍在0-0.48之間,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)處于中水平狀態(tài);磺胺類抗生素SDZ、SMM、SM2、SDM和TMP,喹諾酮類抗生素NOR、CIP以及四環(huán)素類抗生素DC、TC、OTC、CTC的RQ值均lt;0.1,無明顯生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

2.3健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

ENR、SMZ和SCP 3種抗生素因?yàn)樵诔练e物中未檢出,所以其RQs值均為0。選取最大抗生素檢出濃度,計(jì)算青獅潭水庫沉積物中抗生素對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)值。由圖7可知,14種抗生素的RQs小于0.1,對(duì)成人和兒童的身體健康風(fēng)險(xiǎn)較低,青獅潭水庫采樣點(diǎn)沉積物中的抗生素對(duì)人體健康無直接風(fēng)險(xiǎn)。此外風(fēng)險(xiǎn)商表現(xiàn)出隨年齡增長而降低。14種抗生素均對(duì)0-3個(gè)月的嬰兒表現(xiàn)出最高的風(fēng)險(xiǎn);3-6歲以下兒童的風(fēng)險(xiǎn)值隨年齡的增長降低較為明顯,11-16歲及以上人群風(fēng)險(xiǎn)值較為接近。氧氟沙星由于檢出的濃度最高,風(fēng)險(xiǎn)值最大(RQs=0.048 23,0-3個(gè)月),但仍小于0.1,不會(huì)對(duì)人體構(gòu)成明顯的健康危害。建議政府從源頭治理環(huán)境中抗生素污染的問題,以及制定和完善相關(guān)水體中抗生素殘留測量標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)需要通過推廣生態(tài)健康養(yǎng)殖模式及生態(tài)漁業(yè)代替畜禽養(yǎng)殖模式等舉措提升水庫水質(zhì),維護(hù)飲用水安全并降低健康風(fēng)險(xiǎn)。

3結(jié)論

(1)青獅潭水庫沉積物共檢出3類14種抗生素,檢出濃度最高的抗生素為氧氟沙星,最高濃度達(dá)到5.521 ng·L-1,檢出濃度最低的抗生素為磺胺嘧啶,濃度為0.194 ng·L-1;三類抗生素檢出水平依次為:喹諾酮類(ND-5.521 ng·g-1)gt;四環(huán)素類(ND-4.04 ng·g-1)gt;磺胺類(ND-0.799 ng·g-1)。

(2)青獅潭水庫沉積物3大類所有已檢出的抗生素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值和人體健康風(fēng)險(xiǎn)商值均低于1,在檢出的14種抗生素中,氧氟沙星抗生素風(fēng)險(xiǎn)值最大,其潛在損害應(yīng)引起關(guān)注;說明青獅潭水庫中沉積物抗生素對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)未出現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)水平,但殘留的抗生素會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制青獅潭水庫水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的抗生素使用及排放,保障居民的用水安全。

(3)對(duì)于10個(gè)不同年齡段的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表明,14種檢出的飲用水痕量的抗生素健康風(fēng)險(xiǎn)RQslt;0.1,健康風(fēng)險(xiǎn)水平普遍在10-5-10-8水平,遠(yuǎn)低于人體健康風(fēng)險(xiǎn)商值1的限值,表明水體中痕量抗生素對(duì)于人體健康尚不具有明顯的直接風(fēng)險(xiǎn)。

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