畜禽養(yǎng)殖廢水的抗生素污染現(xiàn)狀及檢測(cè)方法

摘 要：畜禽養(yǎng)殖業(yè)中使用的抗生素會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生危害。目前我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)中出現(xiàn)抗生素應(yīng)用不合理、消耗過量等情況，可以通過液相色譜法、微生物法、氣相色譜法、酶聯(lián)免疫吸附法等方法對(duì)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的抗生素污染進(jìn)行檢測(cè)。我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)廢水的防治措施，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門也需要對(duì)畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的抗生素排放建立考評(píng)制度。

關(guān)鍵詞：抗生素;畜禽養(yǎng)殖;生態(tài)系統(tǒng);檢測(cè)方法

中圖分類號(hào)：S-3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115036

收稿日期：2020-09-25

基金項(xiàng)目：遼寧省科學(xué)技術(shù)廳2020年度遼寧省科學(xué)事業(yè)工藝研究基金（軟科學(xué)研究計(jì)劃）項(xiàng)目“畜禽養(yǎng)殖業(yè)周邊地表水和地下水抗生素污染調(diào)查及防治對(duì)策研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2020JH4/10100061）

作者簡(jiǎn)介：楊碩（1986-），女，碩士，工程師。研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。

如今畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，隨著規(guī)模和產(chǎn)值的逐年增加，該產(chǎn)業(yè)趨于規(guī)模化、集約化。為實(shí)現(xiàn)利益最大化，畜禽養(yǎng)殖從業(yè)者在飼料中添加過量抗生素，以此來(lái)預(yù)防治療流行病并促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)，因此畜禽養(yǎng)殖業(yè)已出現(xiàn)抗生素應(yīng)用不合理、消耗過量的現(xiàn)狀。由于多數(shù)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)未經(jīng)過環(huán)境影響評(píng)價(jià)，養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)污染防治措施不完備[1]，并且城市污水處理廠對(duì)抗生素類處理率低，大量抗生素經(jīng)畜禽排泄物排出，直接流入水體、土壤，繼而帶來(lái)諸多生態(tài)環(huán)境問題。

1?抗生素的分類

抗生素一般是由細(xì)菌、霉菌等其它微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物（也可人工合成），具有抗病原體或其它活性，能干擾其它生活細(xì)胞發(fā)育功能，具免疫抑制作用。現(xiàn)今，抗生素廣泛用于醫(yī)藥和水產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)，主要用于治療和預(yù)防生物的各種感染疾病。

抗生素定義的范圍越來(lái)越廣泛，基本上包括抵抗微生物、真菌、病毒、寄生蟲等作用的抗生素或抗菌素;近年來(lái)抗生素也囊括了源于微生物的酶抑制劑，共近萬(wàn)種?？股匕搭愋蛥^(qū)分主要可以分為5類。

1.1?喹諾酮類抗生素

全部由人工合成，主要包括氧氟沙星、諾氟沙星、環(huán)丙沙星等。

1.2?β-內(nèi)酰胺類抗生素

其結(jié)構(gòu)式中包括β-內(nèi)酰胺環(huán)，種類繁多，包括頭孢菌素、青霉素等。

1.3?大環(huán)內(nèi)酯類抗生素

該類抗生素為靜止期抑菌劑，包括紅霉素、羅紅霉素等。

1.4?磺胺類抗生素

臨床應(yīng)用較早，主要包括磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑等。

1.5?四環(huán)素類抗生素

來(lái)源于放線菌屬，是氫化駢四苯的衍生物[2]，包括土霉素、金霉素等。

2?抗生素的危害

抗生素對(duì)生物具有一定毒性，畜禽養(yǎng)殖業(yè)中使用的抗生素會(huì)對(duì)相關(guān)水域內(nèi)的水生生物發(fā)生作用，并通過食物鏈在人類身體內(nèi)富集，此外，畜禽養(yǎng)殖人員長(zhǎng)期接觸低劑量抗生素也有一定風(fēng)險(xiǎn)，易產(chǎn)生如過敏、嘔吐、昏迷等藥物反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)可造成死亡?？股匾矔?huì)對(duì)人體器官造成損傷，易引起貧血、耳聾、心血管疾病、糖尿病等多種疾病[3]。過量抗生素也會(huì)造成細(xì)菌耐藥性，導(dǎo)致藥物對(duì)疾病的治療效力降低，從而危害人類健康。

3?畜禽養(yǎng)殖業(yè)抗生素污染現(xiàn)狀

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，為追求利益最大化，畜禽養(yǎng)殖業(yè)開始出現(xiàn)養(yǎng)殖密度過高、喂食量過度、有效隔離空間不足、流行病愈加頻繁等問題。為預(yù)防及治療流行病及促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)，養(yǎng)殖人員將抗生素藥物添入飼料中，以致畜禽養(yǎng)殖業(yè)出現(xiàn)抗生素應(yīng)用不合理、消耗過量的現(xiàn)狀。我國(guó)每年約有6000t抗生素被添加至養(yǎng)殖飼料，占全球同類使用量的50%[4]。同時(shí)，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)全國(guó)23個(gè)省市的規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)中未經(jīng)過環(huán)境影響評(píng)價(jià)的養(yǎng)殖場(chǎng)占90%，缺少必要污染處理措施的養(yǎng)殖場(chǎng)占60%。大量抗生素通過畜禽體內(nèi)，以原藥或者代謝物的形式經(jīng)排泄物排出體外，由于城市污水處理設(shè)施對(duì)抗生素類去除率非常低，抗生素直接流入水體和土壤，繼而影響沉積物、地下水、空氣等生態(tài)系統(tǒng)。

研究表明，江西省養(yǎng)殖廢水與環(huán)境水體中檢出濃度最高的抗生素都是氧氟沙星，分別為0.911μg·L-1和0.464μg·L-1，養(yǎng)殖廢水中抗生素的殘留量普遍高于下游水環(huán)境，在部分下游水體中，四環(huán)素類和磺胺類抗生素有富集情況[5]。江蘇省的養(yǎng)殖排泄物中磺胺類抗生素檢出率最高，其中檢出率高于50%的有磺胺、磺胺二甲嘧啶、磺胺氯噠嗪[6]。廣東省對(duì)豬糞中的抗生素進(jìn)行檢測(cè)，主要抗生素為恩諾沙星、環(huán)丙沙星、磺胺甲基嘧啶和磺胺甲噁唑[7]。俐勤等人對(duì)浙江省畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)附近水體中的抗生素進(jìn)行檢測(cè)，檢出率最高的是氟苯尼考，為70%，磺胺類的檢出率較低[8]。海南省的地表水體中抗生素的濃度范圍為3.4～1385.8ng·L-1，其中濃度最大的是磺胺甲噁唑，其抗生素殘留量明顯高于香港地區(qū)及廣州地區(qū)。

4?抗生素的檢測(cè)方法

4.1?預(yù)處理

4.1.1?固相萃取法

檢測(cè)方法中大多采用此法，利用固相萃取柱進(jìn)行萃取濃縮，其吸附容量較大，萃取效率高[9]。

4.1.2?固相微萃?。⊿PME）技術(shù)

該方法靈敏度及精密度較低，且纖維易損壞，使用范圍有限。

4.1.3?氣浮溶劑浮選分離/富集技術(shù)

該方法中傳統(tǒng)氣浮溶劑具毒性，不宜推廣。

4.1.4?磁性固相萃取

該方法利用磁性吸附材料，分離更加簡(jiǎn)易，吸附脫附高效快速，縮短預(yù)處理時(shí)長(zhǎng)。

4.1.5?冷凍干燥法

該方法靈敏度低，耗時(shí)長(zhǎng)，人力投入大，效率較低。

4.2?檢測(cè)方法

4.2.1?液相色譜法

目前多數(shù)研究采用的是超高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法，該方法抗干擾能力強(qiáng)、選擇性好、靈敏度高，適用于抗生素殘留的痕量檢測(cè)[8]。除此之外，液相色譜—紫外檢測(cè)器[9]、液相色譜—熒光檢測(cè)器也可以對(duì)抗生素進(jìn)行檢測(cè)。

4.2.2?微生物法

微生物檢測(cè)法是通過微生物與藥物之間的作用，將樣品結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)照得出，對(duì)樣品中的抗生素進(jìn)行定量分析。該方法成本低，但耗時(shí)長(zhǎng)、靈敏度低，且易受干擾，對(duì)于抗生素的測(cè)定工作不適用[10]。

4.2.3?氣相色譜法

氣相色譜法選擇性好，靈敏性度高，但由于抗生素一般受熱不穩(wěn)定，或者為非揮發(fā)性物質(zhì)，衍生化耗時(shí)長(zhǎng)，分析誤差較大，所以該方法針對(duì)抗生素類的檢測(cè)不適用。

4.2.4?酶聯(lián)免疫吸附法

該方法主要原理是通過抗體與待測(cè)組分相互結(jié)合而進(jìn)行檢測(cè)，該方法易操作，無(wú)萃取濃縮過程，但抗體制備時(shí)間長(zhǎng)，耗時(shí)耗力，且易出現(xiàn)假陽(yáng)性而影響檢測(cè)結(jié)果，固此方法仍有很大局限性。

5?結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)對(duì)高蛋白需求的日益增強(qiáng)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)得以迅猛發(fā)展。但同時(shí)，在飼料里添加抗生素的現(xiàn)象也非常普遍，在歐美等國(guó)家抗生素水平有所下降的趨勢(shì)下，身處亞洲的發(fā)展中國(guó)家抗生素水平普遍在逐年升高。抗生素消耗過量會(huì)帶來(lái)巨大危害，富集過多極有可能對(duì)人體器官產(chǎn)生損傷，除此之外，抗生素的過度使用還會(huì)引起細(xì)菌耐藥性，降低疾病治愈率。現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)多地畜禽養(yǎng)殖業(yè)需要加強(qiáng)建設(shè)廢水的處理措施，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門也需要加大監(jiān)管力度，對(duì)畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的抗生素排放建立考評(píng)制度。對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)中抗生素的研究，對(duì)檢測(cè)方法的建立與發(fā)展也尤為重要。此外，生態(tài)環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生防疫工作、執(zhí)法工作等相關(guān)部門也需協(xié)同合作，放眼全局，穩(wěn)步發(fā)展，共同防治抗生素帶來(lái)的環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐偉樸，陳同斌，劉俊良，何延青.規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的污染及防治策略[J].環(huán)境科學(xué)，2004，6（25）：105-108.

[2]尤啟冬.藥物化學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[3]趙起越，李令軍，荊紅衛(wèi)，等.水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)使用抗生素造成的地表水污染及檢測(cè)方法[J].分析試驗(yàn)室，2018，37（01）：103-107.

[4]周啟星，羅義，王美娥.抗生素的環(huán)境殘留、生態(tài)毒性及抗性基因污染[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2007，2（03）：243-251.

[5]陳軍平，楊艷麗，吳志強(qiáng).江西省畜禽養(yǎng)殖廢水及環(huán)境中抗生素殘留現(xiàn)狀調(diào)查[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（31）：224-227，230.

[6]陳昦，董元華，王輝，等.江蘇省畜禽糞便中磺胺類藥物殘留特征[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，27（01）：385-389.

[7]邰義萍，羅曉棟，莫測(cè)輝.廣東省畜牧糞便中喹諾酮類和磺胺類抗生素的含量與分布特征研究[J].環(huán)境科學(xué)，2011，32（04）：1188-1194.

[8]吳俐勤，錢鳴蓉，盧立志，陶爭(zhēng)榮，李國(guó)勤，馮尚連，陳志民，李銳，方麗珍.浙江省主要畜禽產(chǎn)區(qū)養(yǎng)殖廢水中抗生素殘留研究[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，24（04）：699-705.

[9]陸梅.高效液相色譜法測(cè)定水中的土霉素、金霉素、四環(huán)素殘留[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè)，2009（03）：39-40.

[10]譚建華，唐才明，余以義，等.高效液相色譜法同時(shí)分析城市河水中的多種抗生素[J].分析化學(xué)，2007，25（04）：546-549.

（責(zé)任編輯?李媛媛）