环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响
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四环素类抗生素在水体中的光降解及毒性变化研究四环素类抗生素在水体中的光降解及毒性变化研究引言:随着工业和农业的快速发展,水环境污染日益严重。
其中,抗生素类药物在废水中的存在引起了广泛关注。
四环素类抗生素是一类广泛应用于人畜养殖行业的药物,其在水体中的光降解及毒性变化研究成为当前水环境保护领域的热点问题。
1. 四环素类抗生素在水体中的来源及污染状况四环素类抗生素主要来源于人畜养殖业的使用,这些药物通过动物的代谢和排泄进入水体中。
研究表明,四环素类抗生素在水体中的浓度很高,且难以被传统的废水处理方法去除,从而进一步导致对水生生物的毒性效应。
2. 四环素类抗生素的光降解机制四环素类抗生素在水体中的光降解主要受到光照强度、温度、溶解氧等因素的影响。
在光照作用下,四环素类抗生素分子发生光解反应,从而降解为较低毒性的代谢产物。
此外,氧化反应也是四环素类抗生素光降解的重要途径,通过光照和氧化反应共同作用,四环素类抗生素可以有效地被分解。
3. 四环素类抗生素的光降解动力学研究通过对四环素类抗生素的光降解动力学研究,可以了解其在光照条件下的降解速度和机理。
研究发现,四环素类抗生素的光降解遵循一级动力学反应,其降解速度与光照强度和温度呈正相关关系。
此外,溶解氧和pH值也会对四环素类抗生素的光降解速度产生一定影响。
4. 四环素类抗生素光降解产物的毒性变化研究四环素类抗生素在光降解过程中会生成一系列降解产物,这些产物对水生生物的毒性可能存在较大差异。
研究结果表明,部分降解产物可能具有更高的毒性,这与其结构和毒理机制有关。
因此,除了研究四环素类抗生素的光降解速度外,还需要重点关注降解产物的毒性效应。
5. 对四环素类抗生素污染水体的治理策略针对四环素类抗生素污染水体,提出了一些治理策略。
例如,利用光催化技术可以加速四环素类抗生素的光降解过程,减少其对水生生物的毒性影响。
此外,也可以通过改善人畜养殖行业的管理和监督,减少四环素类抗生素的使用量,从根本上降低其在水体中的污染程度。
四环素类抗生素在环境中的研究进展摘要:四环素类抗生素是放线菌和广谱抗生素产生的半合成衍生物[1]。
作为环境中最常见的有机污染物,引起了世界广泛关注。
四环抗生素作为一种广谱药物,其广泛用于畜牧、医药和水产养殖等领域,但由于其稳定的特性,需要复杂的过程才能降解,往往被认为是难以消除的污染物。
近年来,在土壤、地表水和地下水中发现了越来越多的四环素,这些残留在环境中的四环素通过迁移和转化,最终将危害人类的健康生活和生态环境的稳定。
关键词:四环素;迁移;残留;进展引言四环素是由放线菌产生的广谱抗生素,主要包括天然抗生素和半合成衍生物。
其在土壤环境和生态行为中的残留物受到了各行业人士的广泛关注和研究。
本文的目的是了解土壤环境中四环素类抗生素的降解和迁移行为,为今后研究土壤中四环素类抗生素的生态行为提供研究基础,在为人们今后在安全使用抗生素方面提供一定的帮助[2]。
1四环素类抗生素的来源及迁移1.1四环素类抗生素的来源四环素类抗生素(TCs)在上世纪中叶被发现,因为它价格低廉,抗菌效果突出的特点,TCs在发展中国家很受欢迎。
我国每年生产约21万吨抗生素,其中大部分用于畜牧业,并且四环素类抗生素是占据生产和使用比例都较高的抗生素。
我国不仅是世界上TCs生产最多的国家,也是TCs消费最多的国家。
2013年TCs消耗接近7000吨,而且近年来TCs的使用量也在逐年升高。
中国许多省份土壤中TCS含量已经超过了欧盟规定的风险阈值。
1.2四环素类抗生素的迁移1.2.1水环境中的迁移水环境中的四环素类抗生素主要来自制药废水、医疗废水和兽用废水。
对这些废水的环境监测过程如果不到位不完善,TCs就会通过各种渠道排放到水中,从而破坏水中微生物的生长环境,继而影响生态平衡,最终威胁我们的健康。
排放的制药废水以及使用抗生素后产生的垃圾将直接或间接影响水质。
我们在一些养猪场附近的水中发现了浓度较高的TCs,并在主要水流中采集了这些四环素类抗生素。
《自然水环境中抗生素的污染现状、来源及危害研究进展》篇一一、引言随着人类社会的发展,抗生素的使用量逐年增加,这些药物不仅在医疗领域得到广泛应用,也在农业、水产养殖等领域得到大量使用。
然而,抗生素的广泛使用也导致了其在自然水环境中的污染问题日益突出。
本文将就自然水环境中抗生素的污染现状、来源及危害进行详细的研究与探讨。
二、自然水环境中抗生素的污染现状目前,全球范围内的河流、湖泊、地下水等自然水环境中均检测到抗生素的存在。
这些抗生素主要来源于人类和动物的医疗、农业和水产养殖等活动。
由于抗生素的持久性和生物累积性,它们在自然水环境中难以降解,长期积累会对水生生物和人类健康造成潜在威胁。
三、抗生素在自然水环境中的来源1. 医疗排放:医院是抗生素使用的重要场所,部分未被人体吸收的抗生素会随污水排放到自然水环境中。
2. 农业和水产养殖:为提高农作物和水产产量,农业生产中大量使用抗生素作为饲料添加剂和疾病预防措施。
这些抗生素随动物粪便和农田径流进入自然水体。
3. 家庭和生活污水:含有抗生素的家庭污水未经有效处理直接排放到自然水体中。
四、抗生素对自然水环境和人类健康的危害1. 对水生生物的影响:抗生素会破坏水生生态系统的微生物平衡,影响水生生物的生长和繁殖。
长期暴露于抗生素环境中的水生生物可能产生抗药性,对人类健康构成潜在威胁。
2. 饮用水安全:自然水环境中的抗生素可能通过饮用水源进入人类体内,长期摄入可能对人体健康造成不良影响。
3. 抗药性基因的传播:抗生素的选择压力促进了抗药性基因的产生和传播,这些抗药性基因可能在不同细菌之间转移,导致“超级细菌”的出现,给人类健康带来严重威胁。
五、研究进展针对自然水环境中抗生素的污染问题,国内外学者进行了大量研究。
通过分析不同地区的水样,研究者们发现抗生素在自然水环境中的分布和浓度存在显著差异,这与人类活动、气候等因素密切相关。
此外,研究者们还探讨了抗生素在自然环境中的迁移转化规律,以及其对水生生态系统和人类健康的影响机制。
自然水环境中抗生素的污染现状、来源及危害研究进展引言抗生素是一类广泛应用于人类和动物医学领域的重要药物,对于保护人类和动物的健康起到了重要的作用。
然而,随着抗生素的广泛使用,其在自然水环境中的污染问题也逐渐引起了人们的关注。
本文将探讨自然水环境中抗生素的污染现状、来源及其可能造成的危害,并总结近年来的研究进展。
一、自然水环境中抗生素的污染现状自然水环境中抗生素的污染问题已经成为一个全球性的环境问题。
研究表明,水体中通常可以检测到多种类型的抗生素,包括β-内酰胺类、四环素类、磺胺类、氨基糖苷类等,其中β-内酰胺类抗生素的浓度最高。
抗生素的浓度和种类在不同地区和水体中存在差异,主要受到排放源的影响。
目前,许多国家和地区的自然水环境中都存在抗生素的污染问题。
在中国的各个河流和湖泊中都可以检测到抗生素的存在,其中以农业和养殖活动为主的地区受到的污染程度较高。
同时,在一些发展中国家,由于环境监管的不健全,抗生素的污染问题更加严重。
二、自然水环境中抗生素的来源抗生素在自然水环境中的来源主要包括人类和动物的排泄物、农业和养殖活动的废水以及医疗废水。
人类和动物排泄物中含有未被吸收的抗生素和其代谢产物,通过粪便和尿液的排泄进入到自然水环境中。
此外,农业和养殖活动中使用的大量抗生素也会随着废水的排放进入到自然水体中。
医疗废水中的抗生素主要来自于治疗和预防用药的废水排放。
这些源头的排放导致了抗生素在水环境中的广泛分布。
三、自然水环境中抗生素的危害自然水环境中抗生素的存在对生态环境和人类健康都可能造成潜在危害。
首先,抗生素在水体中的存在可能对水生生物产生毒性影响,对水生生物的生长、繁殖和免疫功能产生不利影响,甚至可能导致物种的灭绝。
其次,抗生素的存在还可能促进细菌的耐药性发展。
水环境中存在的微生物可能通过水中的抗生素浓度低但持续存在的压力下逐渐形成抗药性,这对于人类和动物的健康将带来严重的隐患。
四、研究进展近年来,越来越多的研究关注自然水环境中抗生素的污染问题,并取得了一些重要的研究进展。
《环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》篇一一、引言随着人类对抗生素的广泛使用,四环素类抗生素(Tetracyclines,TCs)在环境中的污染问题日益严重。
这些药物进入环境中后,会对生态环境造成不良影响,尤其是对微生物和人体的健康构成了严重的威胁。
因此,研究和开发高效的处理技术来减少四环素类抗生素的环境污染已经成为环境科学领域的紧迫任务。
本文旨在全面分析四环素类抗生素污染的现状及原因,同时梳理近年的相关研究进展,以期为未来污染处理技术的发展提供参考。
二、四环素类抗生素污染的概况四环素类抗生素广泛应用于畜牧业和人类医疗中,但由于其广泛使用和不合理处置,使得四环素类抗生素大量进入环境。
它们不仅对水生生物产生毒性作用,还可能通过食物链进入人体,引发各种健康问题。
因此,对四环素类抗生素污染的处理显得尤为重要。
三、四环素类抗生素污染处理技术的研究进展(一)物理法物理法主要包括吸附法、膜分离法等。
近年来,研究者们通过改进吸附材料和优化膜分离技术,提高了对四环素类抗生素的去除效率。
例如,利用纳米材料、活性炭等作为吸附剂,可以有效地吸附和去除水中的四环素类抗生素。
(二)化学法化学法主要包括光催化氧化法、高级氧化法等。
这些方法可以有效地降解四环素类抗生素,将其转化为低毒或无毒的化合物。
其中,光催化氧化法利用光催化剂(如TiO2)在光照条件下产生强氧化性物质,从而降解四环素类抗生素。
(三)生物法生物法主要包括微生物降解法、植物修复法等。
微生物降解法利用微生物的代谢作用将四环素类抗生素转化为无害物质。
植物修复法则利用植物对四环素类抗生素的吸收和转化作用,降低其在环境中的浓度。
此外,生物强化技术和基因工程技术也被应用于提高生物处理的效果。
(四)组合法组合法是将上述几种方法进行组合,形成一种综合性的处理方法。
例如,物理法和化学法的组合、物理法和生物法的组合等。
这种组合法可以根据实际需求和具体情况进行灵活调整,以提高处理效果和效率。
自然水环境中抗生素的污染现状、来源及危害研究进展引言:抗生素是人类历史上一大突破性发明,它为人类战胜了许多传染病提供了有力的武器。
然而,随着抗生素的广泛使用,它们不仅在医疗领域发挥作用,也进入了自然水环境中,并且对生态系统和人类健康带来潜在的风险。
本文将探讨自然水环境中抗生素的污染现状、来源及其对环境和健康的危害研究进展。
一、抗生素在自然水环境中的污染现状随着全球抗生素的使用和生产量增加,抗生素在自然水环境中的污染也日益严重。
研究表明,自然水环境中的抗生素污染主要来自人类和动物的使用和排泄,以及医疗废水和养殖业的排放。
近年来,城市化进程加快,医院和养殖场污水的排放成为抗生素污染的主要来源之一。
另外,抗生素生产过程中的工业废水也是导致抗生素污染的重要因素。
二、抗生素在自然水环境中的来源抗生素在自然水环境中的来源主要包括:废水排放、养殖业和农业、抗生素生产工业废水。
废水排放是抗生素污染的主要来源之一,包括医疗废水和家庭废水。
养殖业和农业中的抗生素使用也是抗生素污染的重要来源。
尽管抗生素在用药时主要用于防治疾病,但养殖业和农业的抗生素滥用和过度使用导致了抗生素在环境中的大量释放。
另外,抗生素的生产过程中产生的废水也直接导致抗生素污染。
三、抗生素污染对环境的危害抗生素污染对自然水环境和生态系统造成了广泛而潜在的危害。
首先,抗生素对水生生物、水生植物和浮游生物的生存和繁殖能力产生了直接的毒性影响。
其次,抗生素对微生物群落的多样性和稳定性产生负面影响,导致土壤富集抗生素,加剧了耐药基因的传播。
此外,抗生素还会干扰水域生态系统的菌群结构,破坏了水质自净和生物降解的能力。
四、抗生素污染对人类健康的危害除了对环境造成的危害外,抗生素污染还对人类健康造成潜在风险。
首先,长期暴露于含有抗生素的自然水源可能导致人体对抗生素的耐药性增加,从而降低抗生素治疗的效果。
其次,抗生素污染可能导致人类暴露于低浓度的抗生素,这些低浓度抗生素可能对人类造成慢性毒性影响,如免疫系统异常和生育问题。
抗生素滥用对环境的影响抗生素是一类广泛应用于人类和动物医药领域的药物,它们通过抑制或杀死细菌来治疗感染病症。
然而,随着抗生素的广泛应用和滥用,其对环境产生的负面影响越来越受到关注。
本文将探讨抗生素滥用对环境的影响,并提出相应的解决方案。
一、抗生素滥用导致环境污染抗生素在人类和动物体内使用后,残留的药物成分通过排泄物和废水进入环境中。
这些废水通常经过污水处理厂,然而许多污水处理厂并不具备完全去除抗生素残留的能力,导致抗生素进入水体。
此外,农业领域中的抗生素滥用也是环境污染的重要原因。
养殖业广泛使用抗生素,以预防和控制动物疾病,但部分抗生素被动物排泄后会进入土壤和水源,从而对环境产生污染。
二、抗生素滥用导致抗药性的传播抗生素滥用不仅对环境造成污染,也加剧了抗药性的传播。
抗生素残留在环境中存在一定浓度后,细菌逐渐进化演变,形成对抗生素的耐药性。
这些抗药性细菌可以通过空气、水源和食物等途径传播到人类和动物中,使得原本对抗生素敏感的细菌变得难以治愈。
这对于临床治疗和养殖业的健康管理构成了巨大威胁。
三、抗生素滥用破坏生态平衡抗生素在环境中的积累不仅对细菌产生了选择压力,也对其他微生物和生物多样性产生了直接或间接的影响。
某些微生物可以利用或抵抗抗生素,但其他微生物则可能受到抑制或杀死。
这可能导致微生物群落的不平衡和多样性的丧失。
从而破坏土壤健康和其他生态系统的稳定性。
解决方案:1. 加强抗生素的监管和合理使用政府需要制定更加严格的法规和政策来控制抗生素的销售和使用,限制药店和医院的滥用现象。
医生应遵循合理用药的原则,在必要的情况下才开具抗生素处方。
同时,农业部门应推行科学养殖模式,减少对抗生素的依赖。
2. 加强废水处理厂的抗生素去除能力提升污水处理厂对抗生素的处理效率,使用先进的生物技术和物理化学方法,尽量去除废水中的抗生素残留。
此外,加强对废水中抗生素浓度的监测,并采取相应的控制措施,确保废水排放的安全性。
环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响2013级七年临床周博洋指导教师公共卫生学院施致雄副教授摘要:四环素类抗生素进入人体后,难以被肠胃吸收,约75%以母体化合物的形式被排入污水。
然而,现有的工艺只能部分去除四环素类抗生素,从而导致仍有相当数量的活性成分进入自然环境中。
进入到环境中的抗生素会发生降解反应(抗生素的降解是指抗生素通过生物或非生物的过程使其从大分子化合物转化为小分子化合物,并最终转化为水和二氧化碳的过程),但很难得到完全降解,而是产生一系列代谢及降解中间产物,这些产物往往具有更大的毒性。
同时,环境中的四环素类抗生素普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性,造成抗药性菌群的富集及抗性基因(antibioticresistance genes,ARGs)的产生。
作为近年来日益受到关注的潜在环境生态危险源,四环素类抗生素的研究日益增多。
本文在总结相关研究的基础上,对抗生素使用状况进行分析(包括但不限于四环素类抗生素),阐明四环素类抗生素污染现状,探讨四环素类抗生素对人体健康的危害,为抗生素的合理使用提供参考。
关键词:四环素类抗生素污染人体健康合理用药Abstract:For Tetracycline antibiotics(TCs) ,itis difficult tobe a bsorbed bythe stomach,which leads to a result that about 75%of TCswill bedischarged into the sewagein the formof parent antibiotics.However, the sewageprocess can only partiallyremovethe tetracycline antibiotics,whichleads to aconsiderable number of activeingredients into the natural environme nt.Antibiotics inthe environment will producedegradationrea ction, however,insteadofbeingcompletelydegraded, aseries of metabolism andthe degradationintermediate areproduced,which tend to have greatertoxicity.Moreo ver, tetracycline antibiotics intheenvironmentwillgradually inducemicroorganism to possess resistance,which cause towbadeffects:drug-resistant bacteria enrichmentand resistance gene(antibiotic resistance genes, ARGs).As a potential environmentalhazard,TCs haveattracted increasing a ttention in recent years. Based on thesummary of related res earch,thispaperanalysis theusageof antibiotics(i ncluding,but not limited toTCs), clarify thetetracyclineantibiotics pollution status, and investigate the tetracyclineantibi otics’harm to human health, to provide reference for rational administrationof drug(antibiotics)Key words:Tetracycline antibiotics(TCs); pollution ;human h ealth ; rational administrationofdrug近年来,PPCPs作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。
四环素类抗生素在土壤中的环境行为及生态毒性研究四环素类抗生素在土壤中的环境行为及生态毒性研究引言四环素类抗生素是广泛应用于临床和养殖业的一类重要抗生素。
然而,它们的使用过程中产生的大量废弃物和排放物,以及与土壤的相互作用,引发了人们对它们在土壤中的环境行为及生态毒性的关注。
本文旨在综述四环素类抗生素在土壤中的环境行为及相关生态毒性研究进展。
四环素类抗生素的环境归趋四环素类抗生素在土壤中的环境行为是研究的重点。
土壤是一个复杂的生态系统,四环素类抗生素进入土壤中的途径主要有人为排放、农田施用、养殖废弃物的肥料化,以及污水灌溉等。
其中,最主要的途径是农田施用和养殖废弃物的肥料化,这导致土壤中四环素类抗生素的浓度明显上升。
四环素类抗生素在土壤中的行为主要包括吸附、解吸、迁移和降解。
吸附是四环素类抗生素在土壤中的主要行为方式,其吸附程度与土壤性质、溶液pH值、四环素类抗生素的化学结构和环境因素有关。
研究表明,不同土壤类型对四环素类抗生素的吸附能力存在差异,粘性土壤对其吸附能力较强,而砂质土壤则相对较弱。
此外,四环素类抗生素的解吸也是一个重要的环境行为,它可能导致四环素类抗生素在土壤中的迁移和进一步污染。
降解是四环素类抗生素从土壤中移除的一种方式,但其降解速率较慢,需要较长的时间才能完全降解。
四环素类抗生素在土壤中的生态毒性四环素类抗生素的长期存在和积累可能对土壤生态系统产生不可忽视的影响。
它们可能通过干扰土壤微生物群落结构、抑制酶活性、影响土壤中的氮、磷、铁等元素循环过程,而对土壤呼吸、有机质分解和养分释放等关键生态过程产生负面影响。
土壤微生物是土壤生态系统中的关键组成部分,它们在土壤有机质分解、养分循环和土壤健康维持等方面发挥着重要作用。
研究表明,四环素类抗生素的存在会抑制土壤细菌、真菌和放线菌的生长,对微生物群落结构产生负面影响。
此外,四环素类抗生素的存在还会引发土壤酶活性的下降,抑制土壤中氮循环、磷循环等关键元素的释放过程,进而导致土壤中的养分利用率降低。
环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展摘要:四环素类抗生素是广泛应用于畜牧业和人类医疗领域的一类重要抗生素,然而,其广泛使用和排放导致了环境中的污染问题。
本文对环境中四环素类抗生素的污染现状进行了介绍,并综述了近年来该领域的污染处理技术研究进展。
目前的处理方法主要包括物理、化学和生物方法。
物理方法主要包括吸附和膜分离技术,化学方法主要包括氧化还原和高级氧化技术,生物方法主要包括微生物降解和植物修复技术。
各种技术方法各有优势和局限性,需要根据实际情况进行选择和优化。
未来的研究重点应放在开发高效、环保的污染处理技术,以减少四环素类抗生素对环境的危害。
关键词:四环素类抗生素,环境污染,处理技术,物理方法,化学方法,生物方法1. 引言四环素类抗生素是一类来源广泛,广泛应用于畜牧业和人类医疗领域的重要抗生素。
然而,其大规模使用和排放导致了环境中的污染问题。
四环素类抗生素具有长期存在和难降解等特性,对环境和生物产生潜在的危害。
因此,研究和开发环境中四环素类抗生素污染的处理技术具有重要的理论和实际意义。
2. 环境中四环素类抗生素污染现状环境中四环素类抗生素污染主要来源于畜牧业和人类医疗活动。
畜牧业是主要的源头,因为四环素类抗生素主要被用于预防和治疗家禽和畜牧业动物的疾病。
同样,人类医疗活动也是一个重要的源头,因为四环素类抗生素是临床上常用的一类抗生素。
3. 物理方法物理方法是处理四环素类抗生素污染的基本方法之一。
其中,吸附技术是常用的一种物理方法,通过吸附剂吸附抗生素分子来实现去除。
常用的吸附剂包括活性炭、沸石等。
另外,膜分离技术也是一种有效的物理方法,通过膜的选择性透过性,将四环素类抗生素分离出来。
4. 化学方法化学方法主要包括氧化还原和高级氧化技术。
氧化还原技术主要是通过氧化还原反应将四环素类抗生素转化为无害的物质。
常用的氧化还原剂包括臭氧、过氧化氢等。
高级氧化技术利用高级氧化剂产生的自由基对四环素类抗生素进行降解。
环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响2013级七年临床周博洋指导教师公共卫生学院施致雄副教授摘要:四环素类抗生素进入人体后,难以被肠胃吸收,约75%以母体化合物的形式被排入污水。
然而,现有的工艺只能部分去除四环素类抗生素,从而导致仍有相当数量的活性成分进入自然环境中。
进入到环境中的抗生素会发生降解反应(抗生素的降解是指抗生素通过生物或非生物的过程使其从大分子化合物转化为小分子化合物,并最终转化为水和二氧化碳的过程),但很难得到完全降解,而是产生一系列代谢及降解中间产物,这些产物往往具有更大的毒性。
同时,环境中的四环素类抗生素普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性,造成抗药性菌群的富集及抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的产生。
作为近年来日益受到关注的潜在环境生态危险源,四环素类抗生素的研究日益增多。
本文在总结相关研究的基础上,对抗生素使用状况进行分析(包括但不限于四环素类抗生素),阐明四环素类抗生素污染现状,探讨四环素类抗生素对人体健康的危害,为抗生素的合理使用提供参考。
关键词:四环素类抗生素污染人体健康合理用药Abstract:For Tetracycline antibiotics(TCs) , it is difficult to be absorbed by the stomach,which leads to a result that about 75% of TCs will be discharged into the sewage in the form of parent antibiotics.However, the sewage process can only partially remove the tetracycline antibiotics, which leads to a considerable number of active ingredients into the natural environment.Antibiotics in the environment will produce degradation reaction, however, instead of being completely degraded, a series of metabolism and the degradation intermediate are produced, which tend to have greater toxicity.Moreover, tetracycline antibiotics in the environment will gradually induce microorganism to possess resistance,which cause tow bad effects:drug-resistant bacteria enrichment and resistance gene (antibiotic resistance genes, ARGs). As a potential environmental hazard,TCs have attracted increasing attention in recent years. Based on the summary of related research,this paper analysis the usage of antibiotics(including, but not limited to TCs), clarify the tetracycline antibiotics pollution status, and investigate the tetracycline antibiotics’harm to human health, to provide reference for rational administration of drug(antibiotics)Key words:Tetracycline antibiotics(TCs) ; pollution ; human health ; rational administration of drug近年来,PPCPs作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。
PPCPs,全称是Pharmaceutical and Personal Care Products,即药品及个人护理用品,不仅包括处方药和生物诊断试剂,而且还包括营养品、香水和防晒剂等[1]。
药品及个人护理用品与人类的生活密切相关,它们在环境中是普遍存在的。
其中,抗生素是一种环境中典型的PPCPs残留污染物[2]。
抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质,现抗生素的种类已达几千种。
四环素类抗生素(Tetracycline)是由放线菌产生的一类广谱抗生素,包括金霉素、土霉素、四环素及半合成衍生物甲烯土霉素、强力霉素、二甲胺基四环素等,其结构均含并四苯基本骨架。
四环素类抗生素能够抑制细菌蛋白质的合成,因此被广泛用于细菌感染疾病的治疗。
当四环素类抗生素进入人体后,难以被肠胃吸收,约75%以母体化合物的形式被排入污水。
然而,现有的工艺只能部分去除四环素类抗生素,从而导致仍有相当数量的活性成分进入自然环境中[3]~[4]。
进入到环境中的抗生素会发生降解反应(抗生素的降解是指抗生素通过生物或非生物的过程使其从大分子化合物转化为小分子化合物,并最终转化为水和二氧化碳的过程),但很难得到完全降解,而是产生一系列代谢及降解中间产物,这些产物往往具有更大的毒性[5]。
同时,环境中的四环素类抗生素普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性,造成抗药性菌群的富集及抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的产生[6]。
作为近年来日益受到关注的潜在环境生态危险源,四环素类抗生素的研究日益增多。
本文在总结相关研究的基础上,对抗生素使用状况进行分析(包括但不限于四环素类抗生素),阐明四环素类抗生素污染现状,探讨四环素类抗生素对人体健康的危害,为抗生素的合理使用提供参考。
一、抗生素的使用状况抗生素除了用于人类和动物感染性疾病的治疗,也被作为促长剂添加于饲料中在养殖业中大量应用,因此抗生素用途广泛,用量巨大。
根据美国食品药品监督管理局统计数据,美国2014年用于畜牧业的抗生素达到15.4万吨[7]。
欧盟对于抗生素的使用要求严格,2006年起禁止抗生素作为促生长剂添加于饲料中[8]。
我国是抗生素生产和使用大国,在我国,抗生素不合理使用甚至滥用情况普遍存在。
据WHO资料显示,我国抗生素使用率中,门诊感冒患者达75%、外科手术高达95%、住院患者达80%,其中使用广谱抗生素和联合应用的患者占58%,远高于国际上规定的抗生素使用率不超过30%的标准[9]。
某医院对其抗生素使用情况进行分析,结果显示,其抗生素使用率达到了48.98%。
其中使用率最高的科室为儿科,达到100%[10]。
四环素类抗生素由于价格低廉在世界各国特别是发展中国家大量使用。
美国2014年用于畜牧业的15.4万吨抗生素中,四环素类抗生素占43%[7]。
我国是世界上四环素类抗生素的生产、使用和销售大国,2008年四环素类药物仅出口量就达1.34万吨[11]。
二、四环素类抗生素污染现状四环素类抗生素使用量巨大,同时其相对稳定,因此其易在环境中残留。
近年来,许多研究证实,环境中残留大量四环素类抗生素,在水体、土壤中甚至动植物体中均可被检测到。
1.四环素类抗生素在水体中的残留水环境中抗生素的主要污染来源包括医用抗生素、农林牧渔用抗生素(包括畜用抗生素、水产养殖业用抗生素和林业用抗生素等)、企业废水中的抗生素等[12]。
水中大量存在的抗生素会导致水体的污染,使水体中细菌产生耐药性。
近年来,关于水体中四环素类抗生素及其抗性基因的报道已经比较普遍。
对上海某养殖场废水中磺胺类和四环素类抗生素进行定量检测的结果显示,2种四环素类抗生素总量为294.0~376.1μg/L,3种磺胺类抗生素总量为197.7~323.0μg/L[13]。
那广水等[14]对我国北方地区水体中抽取13个样品进行四环素类抗生素残留量检测,结果显示,四环素类抗生素普遍检出,浓度分别达到四环素1114.27μg/L、土霉素2175.65μg/L、金霉素149.09μg/L和强力霉素187.45μg/L。
刘冲等[15]检测了2家城市污水处理厂污水处理系统中四环素类抗生素耐药菌,结果显示,2家污水处理厂污水处理系统中均能检出土霉素、四环素、金霉素耐药菌,3种耐药菌的浓度均在加氯消毒出水中为最小,为0~103CFU/mL,在外排污泥中最大,为105~107 CFU/mL (CFU,即Colony-Forming Units,为菌落形成单位,CFU/mL指每毫升液体中含有的微生物群落总数)。
Zhang[16]等对四环素在水中的生物利用度对大肠埃希菌的耐药性进行分析,结果显示,大肠埃希菌抗生素抗性基因的激活与细胞内四环素类抗生素浓度成线性关系。
2. 四环素类抗生素在土壤中的残留抗生素进入机体后,大部分以原体形式排出体外,从而进入土壤环境中。
在浙北地区畜禽粪便和农田土壤中进行四环素类抗生素残留量的检测,最终发现,施用畜禽粪肥的农田表层土壤中土四环素的检出率分别为88%, 残留量为0.107mg/kg。
施用畜禽粪肥农田表层土壤四环素的平均残留量为未施畜禽粪肥农田的13倍[17]。
土壤中的抗生素会对陆生生态环境造成一定影响,例如氧四环素会对土壤呼吸和硝化作用产生影响,实验结果显示,在呼吸实验中,氧四环素在初始阶段对土壤呼吸其最高抑制率为20.7%;在实验后期则出现一定激活作用,最高激活率为218%。
在硝化实验中,氧四环素在土壤中对微生物硝化作用的抑制率为50%[18]。
申龙[19]等研究了四环素对微生物数量的影响,结果发现,四环素随着浓度的升高,显著的抑制土壤细菌的数量。
3. 四环素类抗生素在植物体及动物制品中的残留植物会通过吸收作用聚集土壤中的抗生素。
常见的蔬菜,如小白菜、白萝卜对四环素类抗生素有吸收作用,作物组织中抗生素的浓度随土壤中浓度的升高而增加,表现出显著的正相关。
当粪肥中抗生素浓度由20 mg/kg增加到50 mg/kg时,两种蔬菜体内残留的四环素类抗生素含量均出现不同程度的增加[20]。