蘇州市水環(huán)境中典型抗生素污染特征及生態(tài)風險評估

楊俊，王漢欣, ，吳韻斐，任龍飛，張小凡*，何義亮,

1. 上海交通大學環(huán)境科學與工程學院，上海 200240；2. 上海交通大學中英國際低碳學院，上海 200240；3. 蘭州交通大學環(huán)境與市政工程學院，甘肅 蘭州 730070

由于抗生素在環(huán)境中被廣泛檢出并具有潛在的生態(tài)風險，抗生素污染問題正得到全球環(huán)境學者們的高度關注（Carvalho et al.，2016；Segura et al.，2009）?？股乇粡V泛應用于人類和動物的細菌感染等疾病治療領域，同時在養(yǎng)殖業(yè)中作為飼料添加劑促進動物的生長（Xu et al.，2016）。然而，抗生素在動物和人體內通常只能被部分代謝，剩余的10%－90%將以母體或代謝產(chǎn)物的形式通過糞便和尿液被排放至環(huán)境中（Zhang et al.，2013）。大量研究表明，抗生素在地表水、地下水、沉積物、土壤，甚至飲用水中均有檢出（Bu et al.，2013；Carvalho et al.，2016；Jiang et al.，2014；葉必雄等，2015；朱婷婷等，2014），說明環(huán)境抗生素污染問題普遍存在。雖然抗生素在水和沉積物中的檢出含量較低（Li et al.，2013），但是由于環(huán)境中抗生素的持續(xù)輸入和難降解性，往往容易出現(xiàn)“假持久性”問題（Ellis，2006）。更重要的是，環(huán)境中的抗生素可能會誘導抗性微生物和抗生素抗性基因的產(chǎn)生和傳播，通過直接接觸或食物鏈等方式，抗性基因會借助于水平基因轉移途徑進入人體，進而導致人體對部分抗生素產(chǎn)生耐藥性。抗生素在環(huán)境中的持續(xù)性殘留，已對水生態(tài)系統(tǒng)微生物群落結構穩(wěn)定和人類健康帶來挑戰(zhàn)（Martinez，2008）。因此，抗生素帶來的環(huán)境問題成為 21世紀人類必須面對的挑戰(zhàn)（張丹丹等，2018）。

蘇州作為中國太湖流域的大型城市，其人口密集，經(jīng)濟發(fā)達，水系密布，對中國的經(jīng)濟發(fā)展具有巨大貢獻，但多年的工農(nóng)業(yè)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設給其帶來了眾多環(huán)境問題。蘇州市河流水系與太湖緊密相連，其中京杭大運河蘇州段和源于太湖的太浦河是上海金澤水庫的源頭水，其水質情況將對上海市飲用水安全造成一定影響。然而，目前關于蘇州市各河流湖泊抗生素污染的研究偏少，更多是聚焦于常規(guī)污染、重金屬和持久性有機污染物方面（蘇明玉等，2015；魏榮菲等，2010；張烴等，2014），而有關環(huán)境抗生素污染方面研究更多聚焦于水環(huán)境中的水或沉積物，對懸浮物中抗生素污染研究相對較少，但是懸浮物在水環(huán)境污染物遷移過程中扮演著重要角色。為此，本文以蘇州市各河流湖泊的表層水、懸浮物和沉積物為研究對象，系統(tǒng)地研究抗生素在城市不同功能區(qū)水環(huán)境各相（表層水、懸浮物、沉積物）中的污染特征和分配行為，同時開展生態(tài)風險評估，以期為蘇州市的抗生素污染防治提供數(shù)據(jù)支撐和科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 化學藥品與試劑

根據(jù)國內外抗生素的使用情況，本研究共選取五大類共 14種典型抗生素進行研究分析，包括磺胺類的磺胺嘧啶（SDZ）、磺胺間甲氧嘧啶（SMM）和磺胺喹喔啉（SQX），喹諾酮類的諾氟沙星（NFX）、環(huán)丙沙星（CFX）和氧氟沙星（OFX），大環(huán)內酯類的泰樂菌素（TYL）和脫水紅霉素（ETM），四環(huán)素類的四環(huán)素（TC）、強力霉素（DC）和氧四環(huán)素（OTC），以及其他類的頭孢氨芐（LEX）、萬可霉素（VAN）和林可霉素（LIN），所有標準品購買自德國Dr.Ehrenstorfer公司?？股鼗厥章蕛葮酥甘疚锘前粪奏?d4（SDZ-d4）、環(huán)丙沙星-d8（CFX-d8）、強力霉素-d3（DC-d3）和上機內標指示物諾氟沙星-d5（NFX-d5）購買自加拿大 TRC公司。甲醇、乙腈和甲酸均為高效液相色譜級；乙二酸四乙胺二鈉鹽（Na2EDTA）和鹽酸購買自國藥集團。所有抗生素標準品和內標均先用甲醇溶解配成質量濃度為1000 mg·L-1的標準儲備液，每次使用前再通過甲醇稀釋配成1 mg·L-1的混合標準儲備液，所有標準儲備液于-40 ℃冰箱中避光保存。

1.2 采樣點設置與樣品采集

圖1 蘇州市采樣點地圖Fig. 1 Locations of sampling sites in Suzhou

表1 蘇州市采樣點基本信息Table 1 Basic information of sampling sites in Suzhou

本研究區(qū)域位于蘇州市，該區(qū)域湖泊主要功能為水產(chǎn)養(yǎng)殖和水庫源頭水，河流主要功能為船舶運輸、觀光用水以及下游城市用水。根據(jù)國控斷面、省控斷面以及市水利局和環(huán)保局設置的自動監(jiān)測斷面，共設置29個采樣點，采樣地圖如圖1所示，采樣點基本信息見表 1。采樣區(qū)域從上游到下游主要分為三大功能區(qū)：城郊區(qū)（S1－S8）、古城區(qū)（S9－S20）和運河區(qū)（S21－S29），水系總體流向為從北往南。本次采樣工作于2017年10月開展，其中9個采樣點由于進行過河道硬化或清淤導致無法采集到沉積物，所以共采集29個水樣、29個懸浮物樣和 20個沉積物樣，所有沉積物樣品均在對應的水樣采集處采集獲得。水樣用不銹鋼采樣器在距水面0.5 m處采集，裝入避光的10 L聚乙烯采樣瓶中；懸浮物樣用水樣過濾取得；沉積物樣用不銹鋼采泥抓斗器在距表層 0－10 cm處采集，裝入300 mL的聚乙烯采樣瓶中。所有樣品當天運回實驗室，水樣于4 ℃冷庫避光保存并在48 h內完成預處理，沉積物樣于-20 ℃冰箱保存。

1.3 樣品處理與分析

抗生素樣品處理方法基于課題組之前的優(yōu)化方法（Chen et al.，2018；Ngoc et al.，2016），采用固相萃取和超高效液相色譜串聯(lián)質譜法進行分析，其中抗生素濃度使用 UPLC-MS/MS儀器進行測定（SCIEX，Triple QuadTM5500 System，USA）。

取1 L水樣經(jīng)0.45 μm玻璃纖維濾膜過濾，用稀HCl調節(jié)水樣pH至3.0，加入0.5 g Na2EDTA防止抗生素與金屬離子發(fā)生螯合作用，再加入50 μL質量濃度為 1 mg·L-1的回收率指示物（SDZ-d4、CFX-d8和 DC-d3），充分混勻等待固相萃取。固相萃取采用 HLB柱，先用 10 mL甲醇和 10 mL Milli-Q 水（pH=3.0）各活化 3 min，再以 3－5 mL·min-1的流速通過HLB柱富集，富集結束后用5 mL 5%的甲醇水溶液駐留3 min以淋洗去除干擾雜質，并加入10 mL Milli-Q水（pH=3.0）過柱，抽干30 min，再用10 mL甲醇洗脫柱子富集的抗生素至小試管中。最后，在氮吹儀下用緩慢的氮氣吹干，用 1 mL 含 NFX-d5內標（80 μg·L-1）的 50%甲醇水溶液定容，于-40 ℃保存待測。

懸浮物樣品由3 L水樣過濾后的濾膜組成，經(jīng)機械破碎后放入50 mL離心管中，冷凍干燥備用。其中，水樣濁度采用哈希便攜式濁度儀測定；懸浮物于 (104±1) ℃下烘干至恒重，稱重獲得其濃度；懸浮物粒徑使用Mastersizer 3000粒徑分析儀進行測定，將其劃分為黏土（＜0.004 mm，%）、粉砂（0.004－0.063 mm，%）和砂粒（0.063－2 mm，%），具體數(shù)據(jù)如表2所示。沉積物樣品于冷凍干燥機中凍干后，過100目篩以去除雜物后，稱取2 g沉積物樣品于 50 mL離心管中。分別往離心管中加入100 μL 質量濃度為 1 mg·L-1的回收率指示物（SDZ-d4、CFX-d8和 DC-d3），混勻后于 4 ℃冷藏過夜。先往離心管中加入10 mL 0.2 mol·L-1檸檬酸緩沖液和10 mL乙腈提取，于渦旋儀上渦旋40 s，再超聲萃取15 min，最后以1370 g的轉速離心10 min，將上清液轉移至圓底燒瓶中，重復操作3次。提取液于 55 ℃條件下在旋轉蒸發(fā)儀中旋蒸 20 min，再用Milli-Q水定容至300 mL并加入0.2 g Na2EDTA后，攪拌混勻。固相萃取采用SAX柱和HLB柱串聯(lián)，其中SAX柱主要為了去除腐殖酸等干擾，其他操作步驟同水樣處理。

表2 水樣濁度及懸浮物濃度和粒徑分布情況表Table 2 Summary of water turbidity, concentration and size distribution of SPM

1.4 質量控制

水樣和沉積物樣品均設置3個平行?？股貪舛韧ㄟ^內標法計算得到，每 15個樣品為一循環(huán)，每循環(huán)中插入1個溶劑空白樣品、1個方法空白樣品和1個標準樣品，以跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定性和潛在污染。其中，水樣和沉積物樣品的方法定量限分別為 0.028－0.751 ng·L-1和 0.006－0.16 ng·g-1；方法回收率分別為77%－102%和79%－108%。

1.5 生態(tài)風險評價

根據(jù)歐盟環(huán)境風險評價技術指導文件，采用風險熵值法（RQ）評估表層水中抗生素的潛在生態(tài)風險，計算公式如下：

式中，MEC為抗生素實測濃度；PNEC為預測無效應濃度；EC50（LC50）為半數(shù)最大效應濃度和半數(shù)致死濃度；AF為評估因子。本研究毒理數(shù)據(jù)主要從美國ECOSAR數(shù)據(jù)庫（https://cfpub.epa.gov/ecotox/）和部分文獻中查找確定，包括 14種抗生素所對應 3個生物等級（藻類、水生無脊椎動物類和魚類）的無觀察效應濃度（NOEC）和 EC50（LC50），當慢性NOEC數(shù)據(jù)存在時，優(yōu)先選擇其作為毒理數(shù)據(jù)。AF的確定遵循以下原則（Chen et al.，2018）：（1）3個生物等級中至少有1種生物的急性EC50（LC50）數(shù)據(jù)存在時，AF為1000；（2）只有1種生物（無脊椎動物或魚）的慢性 NOEC數(shù)據(jù)存在時，AF為100；（3）有 2種生物等級（藻類、無脊椎動物類和魚類中任意2種）的慢性NOEC數(shù)據(jù)存在時，AF為50；（4）3個生物等級的慢性數(shù)據(jù)NOEC均存在時，AF為10?；谧顗那闆r的考慮，選擇3個生物等級中最敏感物種的毒理數(shù)據(jù)并除以相應的 AF值來計算PNEC值。具體的毒理數(shù)據(jù)、AF值和PNEC值如表3所示。

抗生素風險取決于RQ值大小，具體可分為3個等級：RQ≤0.1，為低風險；0.1＜RQ＜1，為中等風險；RQ≥1，為高風險（Hernando et al.，2006）。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采樣地圖采用ArcGIS 10.2繪制，基礎數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理運用Origin 2017 Pro和Excel 2016，風險評估可視化基于R平臺的Heatmap繪制。

2 結果與討論

2.1 抗生素在水環(huán)境各相中的含量特征

蘇州市水環(huán)境三相中 14種典型抗生素含量和檢出率如表4所示。14種抗生素在表層水、懸浮物和沉積物樣品中均有所檢出，說明這些抗生素在該區(qū)域廣泛存在。其中NFX、OFX、LEX、TC和LIN 5種抗生素在三相中檢出率均為 100%，但 SDZ、SMM、SQX和TYL在三相中并未全部檢出，檢出率為62.1%－96.6%。

在表層水中，ETM檢出率最低，為48.3%，其余抗生素的檢出率均大于60%?；前奉悺⑧Z酮類、大環(huán)內酯類、四環(huán)素類和其他類的檢出濃度范圍分別為 nd－41.9 ng·L-1、nd－556 ng·L-1、nd－22.7 ng·L-1、3.27－547 ng·L-1和 nd－253 ng·L-1。在所有抗生素中，NFX平均質量濃度最高，為119 ng·L-1；其次為TC，為83.4 ng·L-1；ETM平均質量濃度最低，為2.48 ng·L-1。這幾大類抗生素的平均質量濃度都高于太湖表層水中對應抗生素的濃度（Xu et al.，2018），說明匯入太湖的河流中抗生素濃度較高，但匯入太湖后抗生素含量會得到稀釋。喹諾酮類抗生素作為人畜兩用抗生素，在人類和動物胃腸道疾病以及呼吸性疾病治療中被廣泛使用（Wang et al.，2017）。2013年NFX的國內使用量達到5440 t，在所有抗生素使用量中排列第五（Zhang et al.，2015），該區(qū)域的NFX檢出濃度高于黃浦江（Chen et al.，2014）和東江（趙騰輝等，2016）。LEX和TC在自然水體中具有較強的降解能力且易吸附在固體表面（Carrasquillo et al.，2008），但是其在表層水中檢出濃度較高，這反映了該地區(qū)LEX和TC的大量使用和排放，從而產(chǎn)生偽持久性。大環(huán)內酯類的 ETM 由于具有高疏水性，在表層水中濃度非常低，這與黃浦江（Chen et al.，2014）的研究結果一致。

表3 抗生素毒性數(shù)據(jù)和評估因子Table 3 Toxicity data of antibiotics and assessment factor

表4 蘇州市水環(huán)境中表層水、懸浮物和沉積物中抗生素含量及其檢出率Table 4 Concentrations and detection frequencies of antibiotics in surface water, SPM and sediments in Suzhou city

在懸浮物中，所有抗生素的檢出率大于79.3%。為探討抗生素在懸浮物中的吸附情況和含量水平，采用質量分數(shù)和質量濃度兩種含量計算方式，其中質量分數(shù)為單位質量懸浮物所吸附的抗生素質量，質量濃度為單位體積表層水中懸浮物所吸附的抗生素質量?；前奉?、喹諾酮類、大環(huán)內酯類、四環(huán)素類和其他類的平均質量分數(shù)分別為 4.29、87.9、1.12、54.0和8.53 ng·g-1。其中NFX的平均質量分數(shù)最高，為169 ng·g-1；其次為OTC，質量分數(shù)為66.6 ng·g-1?；前奉悺⑧Z酮類、大環(huán)內酯類、四環(huán)素類和其他類的平均質量濃度分別為0.22、6.86、0.11、3.38和0.59 ng·L-1。其中NFX平均質量濃度最高，為 14.4 ng·L-1；其次為 OTC，濃度為 4.61 ng·L-1。

在沉積物中，所有抗生素的檢出率均大于70%?；前奉悺⑧Z酮類、大環(huán)內酯類、四環(huán)素類和其他類的平均質量分數(shù)分別為1.15、22.3、1.80、20.9和2.25 ng·g-1。其中OTC平均質量分數(shù)最高，為 47.3 ng·g-1；其次為 NFX，質量分數(shù)為45.9 ng·g-1。不論是在懸浮物還是沉積物中，喹諾酮類抗生素的檢出含量均為最高，其次為四環(huán)素類抗生素，這與這兩類抗生素具有很強的吸附能力，容易吸附到顆粒物或沉積物表面有關（Gong et al.，2012）。大環(huán)內酯類抗生素通常為具有多個立體中心的復雜大分子，具有較強的疏水性（Log Kow＞1），容易吸附在固體顆粒物表面（Stepanic et al.，2012），在水相和固相中較低的檢出濃度說明此類抗生素在該區(qū)域使用量較少。

2.2 抗生素在水環(huán)境各相中的空間分布特征

抗生素在水環(huán)境各相中的空間分布特征如圖 2所示，結果表明古城區(qū)表層水和沉積物中抗生素含量高于城郊區(qū)和運河區(qū)，平均質量濃度分別為73.6 ng·L-1和 18.5 ng·g-1，這與該區(qū)域有大量住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、醫(yī)院和旅游景點等導致抗生素使用量和排放量較大有關。

圖2 蘇州市水環(huán)境表層水、懸浮物和沉積物中抗生素含量分布圖Fig. 2 Distribution of antibiotics in surface water, SPM and sediments of Suzhou

對于表層水（圖2A），S11、S12、S16和S18 4處的抗生素總濃度最高。其中S11和S16位于古鎮(zhèn)附近，部分住宅污水收集系統(tǒng)建設還不夠完善，其高濃度可能與部分生活污水直排以及水體流動性較差有關。S12位于婁江和陽澄湖出水進入外城河的交匯處，S18位于覓渡橋，為外城河匯入京杭大運河的出水口，這兩個采樣點的高濃度抗生素可能與上游污染匯入有關。此外，S4、S6和S25分別位于漕湖、陽澄湖和澄湖，其質量濃度很低，這與湖泊周邊區(qū)域人類活動較少，水量較大導致稀釋作用較強有關。S21－S29這些點主要分布在吳淞江和京杭運河蘇州段，這兩條河的水量和流速較大且稀釋作用較強，導致抗生素總濃度較低且比較一致。整體而言，表層水抗生素含量與人類活動強度密切相關（Liang et al.，2013）。

對于懸浮物（圖2B和圖2C），抗生素在城郊區(qū)、古城區(qū)和運河區(qū)的平均質量分數(shù)分別為46.9、34.9和22.9 ng·g-1，呈現(xiàn)出從上游到下游逐漸降低的趨勢。城郊區(qū)水體懸浮物濃度相對較低，水流速度較慢，且懸浮物多為粒徑較小的黏粒和粉砂形態(tài)，其更大的比表面積為污染物在懸浮物表面吸附創(chuàng)造有利條件，而運河區(qū)懸浮物中粒徑較大的砂粒形態(tài)比例較高，更不易于污染物的吸附（Li et al.，2016）。同時船舶在吳淞江和京杭運河的高頻率快速行駛導致河水沖刷作用較強，使得抗生素在懸浮顆粒物表面的相對吸附量較少?？股卦诔墙紖^(qū)、古城區(qū)和運河區(qū)的平均質量濃度分別為 32.6、31.6和35.8 ng·L-1，運河區(qū)抗生素含量略高于城郊區(qū)和古城區(qū)，這與運河區(qū)懸浮物濃度遠高于城郊區(qū)和古城區(qū)有關，進而導致單位體積表層水中懸浮物的抗生素吸附量略高。

對于沉積物（圖 2D），古城區(qū)抗生素的平均質量分數(shù)為18.1 ng·g-1，而城郊區(qū)和運河區(qū)的平均質量分數(shù)較低，分別為 6.74 ng·g-1和 8.62 ng·g-1。其中位于古城區(qū)的S11和S16兩處抗生素質量分數(shù)較高，與這兩處表層水中抗生素質量濃度很高相一致，這更進一步說明該區(qū)域人為抗生素污染輸入較為嚴重。值得注意的是，S2處位于養(yǎng)殖場附近的小河流，雖然養(yǎng)殖場已于近期關停，表層水中抗生素含量較低，但是沉積物中抗生素含量較高，這說明沉積物作為污染物賦存庫，眾多污染物可在流動性差的河流沉積物中富集。同時，S2處尤其以 OTC含量最高，鑒于 OTC在養(yǎng)殖業(yè)中被廣泛使用，這也說明養(yǎng)殖場抗生素使用帶來的污染不容忽視（沈群輝等，2012）。

2.3 抗生素在水環(huán)境各相中的分配行為

為了更好地研究抗生素在水相和固相之間的分配行為，通常采用分配系數(shù)（Kd）進行分析，其數(shù)值等于抗生素在懸浮物或沉積物樣品中的質量分數(shù)和相對應水樣中的質量濃度的比值（表 5）。雖然在自然河流水系統(tǒng)中，抗生素在水相和固相中不一定處于動態(tài)平衡，但是Kd值仍然是表征抗生素在受各種環(huán)境因素影響下，其在水相和固相中分配行為的重要方式（Cheng et al.，2014）。此外，水生生物和底棲生物的抗生素抗性很可能受沉積物中抗生素誘導，所以研究自然水體中抗生素的分配行為具有重要意義（Zhao et al.，2016）。

表5 抗生素在懸浮物-表層水和沉積物-表層水中的分配系數(shù)Table 5 Partition coefficients of antibiotics in SPM-water and sediment-water

對于懸浮物-水分配體系，磺胺類、喹諾酮類、大環(huán)內酯類和四環(huán)素類抗生素的 Kd值范圍分別為0.83－14796、332－34643、31.3－64533、38.7－80039 和 1.28－16667 L·kg-1，平均值分別為 1792、6247、10887、4362 和 1143 L·kg-1。對于沉積物-水分配體系，磺胺類、喹諾酮類、大環(huán)內酯類、四環(huán)素類和其他類抗生素的 Kd值范圍分別為 3.55－3447、72.4－2586、12.9－43128、5.27－11378 和1.29－3625 L·kg-1，平均值分別為 291、680、4492、606和209 L·kg-1。對比懸浮物-水和沉積物-水的Kd平均值可以發(fā)現(xiàn)，各大類抗生素的懸浮物-水 Kd值均高于沉積物。通常外源輸入的抗生素先進入表層水，再通過懸浮物吸附或自然沉降等途徑進入沉積物，而懸浮物在水中分布范圍更廣以及比表面積更大，更有利于抗生素在其表面吸附。此外，沉積物再懸浮和底泥抗生素再釋放也會貢獻一部分抗生素到水體，這也提高了水體中抗生素含量（Kim et al.，2007）。大環(huán)內酯類和喹諾酮類抗生素的 Kd值大于磺胺類，說明這兩類抗生素更容易吸附在固體顆粒表面，與之前研究結果一致（Li et al.，2018）。不同抗生素的Kd值變異范圍很大，這可能與抗生素具有不同的理化性質（如分子結構、溶解性和疏水性）有關，同時也與不同采樣點的水、懸浮物和沉積物的理化性質以及水文因素有關（Chen et al.，2018）。

圖3 水環(huán)境三相中每種抗生素占比圖Fig. 3 Percentages of each antibiotic in all antibiotics in the aquatic environment

14種抗生素在水環(huán)境三相中的比例分布情況如圖3所示。整體而言，NFX在表層水、懸浮物和沉積物三相中的占比均最高，其次為四環(huán)素類的OTC、TC和DC。對于表層水（圖3A），單位體積水中 NFX含量在總抗生素含量中的平均占比為23.0%，其次為TC，平均占比為16.1%。對于SPM（圖3B），單位干重懸浮物中NFX和OTC含量在總抗生素含量中平均占比分別為36.7%和14.5%。對于沉積物（圖3C），單位干重沉積物中NFX和OTC含量在總抗生素含量中平均占比分別為32.8%和32.1%。NFX和四環(huán)素類抗生素在水環(huán)境三相中高比例分布，這說明這些抗生素在該區(qū)域使用頻率較高和使用量較大。通過對比抗生素在三相中的比例分布情況可以發(fā)現(xiàn)，NFX、OFX、CFX和 OTC在懸浮物和沉積物中占比更高，而TC和DC在水中占比更高，這與喹諾酮類抗生素有更多的離子官能團有關，其所含的羧基官能團極大地提高了在固相表面的吸附能力，并且其較強的疏水性也促進了抗生素從水相往固相中遷移（Maskaoui et al.，2007）。此外，VAN和LIN兩種抗生素在水中的分布比例高于在懸浮物和沉積物中的分布比例，說明這兩種抗生素更容易存在于在水相中（Sun et al.，2015）。

2.4 抗生素生態(tài)風險評估

該區(qū)域表層水的抗生素生態(tài)風險評估結果如圖4所示，為加大抗生素風險高低的區(qū)分度，本研究風險評估結果采用 lgRQ進行分析(Chen et al.,2018)，即lgRQ＜-1為低風險，-1＜lgRQ＜0為中等風險，lgRQ＞0為高風險。5種抗生素（SQX、VAN、TYL、SMM和LIN）的lgRQ值在所有采樣點中均小于-2，說明這些抗生素的生態(tài)風險很低。LEX和OFX的lgRQ值均小于-1，也呈現(xiàn)出較低風險。S12和S18兩處的ETM、S16處的SDZ以及S18處的CFX，其 lgRQ值大于-1，表現(xiàn)出中等風險，而在其余采樣點處，這3種抗生素均為低風險。值得關注的是，四環(huán)素類的OTC、TC和DC在大多數(shù)采樣點的lgRQ值都大于-1，呈現(xiàn)出中等到高風險，進一步說明四環(huán)素類抗生素污染比較嚴重。除S4、S6、S25和S27外，NFX的lgRQ值在其余采樣點處均大于-1，也呈現(xiàn)出中等到高風險。此外，古城區(qū)的S9、S11、S12、S16和S18的NFX和TC均為高風險，與該區(qū)域商業(yè)街、醫(yī)院、景點等分布密集導致人類抗生素使用量和排放量較大有關。S4、S6和S25這3處所在的湖泊人為干擾較少，雖然都有較多水產(chǎn)養(yǎng)殖，但抗生素均呈現(xiàn)出較低風險，說明湖泊養(yǎng)殖水體處于安全水平。整體而言，古城區(qū)表層水抗生素風險高于城郊區(qū)和運河區(qū)。當前研究多聚焦于單種抗生素風險評估（Hu et al.，2018；Yan et al.，2013），而多種抗生素可能因協(xié)同效應導致聯(lián)合生態(tài)風險大于單種抗生素的生態(tài)風險，所以多種抗生素帶來的復合環(huán)境效應值得今后深入研究（Chen et al.，2018）。

3 結論

抗生素在蘇州市水環(huán)境三相中被高頻率檢出，且含量較高，表明該區(qū)域水環(huán)境抗生素污染現(xiàn)象十分普遍。14種抗生素檢出率均大于 48.3%，其中NFX、OFX、LEX、TC和LIN在三相中的檢出率高達100%。表層水中NFX和TC的平均質量濃度最高，分別為 119 ng·L-1和 83.4 ng·L-1；ETM 平均質量濃度最低，為0.19 ng·L-1。在懸浮物和沉積物中，喹諾酮類和四環(huán)素類抗生素平均質量分數(shù)最高，尤其以NFX和OTC檢出含量最高。從空間分布而言，古城區(qū)表層水和沉積物中的抗生素含量水平高于其他區(qū)域，說明古城區(qū)抗生素污染比較嚴重。各大類抗生素的懸浮物-水分配系數(shù)Kd值均高于沉積物-水Kd值，表明懸浮物對抗生素在水環(huán)境中的遷移具有重要作用。生態(tài)風險評估結果顯示，OTC、TC、DC和NFX的生態(tài)風險處于中等到高風險水平，而 SQX、VAN、TYL、SMM 和 LIN的生態(tài)風險較低。人類活動強度較大的古城區(qū)呈現(xiàn)出較高風險，而人為干擾較少的湖泊水體風險較低，進一步說明人類活動強度與抗生素污染程度密切相關。

圖4 表層水中抗生素的生態(tài)風險評估Fig. 4 Ecological risk assessment of antibiotics in surface water