广西邕江水体典型抗生素污染特征与生态风险评估

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抗生素被广泛用于人类和禽畜的疾病防治。近年来,抗生素滥用问题日益严重,尤其是在中国、越南等发展中国家。目前,抗生素在环境中的地球化学行为和生态风险已受到学术界的高度重视和密切关注,是国际研究的热点之一。邕江属于珠江水系,是西江上游支流,也是广西壮族自治区首府南宁市的主要饮用水源和排污受纳水体。随着中国-东盟双边贸易合作和北部湾经济开发进程的加快,南宁市人口数量剧增,大量生活污水和医疗废水通过市政管网排入邕江,再加上沿江网箱养殖业发达,因此邕江存在较高的抗生素污染隐患。但是,目前对于邕江抗生素等药物污染的研究尚未见报道。本文以大环内酯类、磺胺类等10种常用抗生素为对象,对邕江水体抗生素污染的现状、来源、迁移转化规律和生态风险进行了较为深入系统的研究,研究成果为邕江饮用水源地污染防治提供科学依据,为维护省区人民健康作出重要贡献。研究区域按照水文情况分为两个区域,即干流和支流。结果表明:本研究所选择的10种抗生素在邕江干流和支流中均有不同程度的检出。抗生素在干流的总浓度范围为10.2-120ng L-1(均值37.5ng L-1),在支流的总浓度范围为51.7-1834ng L-1(均值392ng L-1),支流抗生素浓度远高于干流。在干流中,抗生素浓度分布呈现以下趋势:中游>下游>上游,并且抗生素浓度水平与人口密集程度具有明显相关性,即人口密度越高的区域,抗生素污染越严重。输入输出通量计算结果表明,支流输入是干流污染的重要污染源,除了支流输入外,还存在多个其他污染源(如网箱养殖等)。就单体抗生素而言,磺胺甲基异恶唑的浓度水平和检出率最高,在干流和支流的平均浓度分别为19.6ng L-1和191ngL-1,检出率达100%;其次为红霉素(干流和支流平均浓度分别为7.7ng L-1和43.5ng L-1)和磺胺嘧啶(干流和支流平均浓度分别为2.6ngL-1和109ng L-1),这3种抗生素含量之和占检出抗生素总量的80%。与国内外相关研究相比,邕江抗生素污染处于中等水平。利用风险商值(Risk Quotient)法对邕江水样和沉积物抗生素残留进行生态风险评价,结果表明:在干流江水中,磺胺甲基异恶唑和红霉素对相关敏感物种存在中等以上生态风险(RQ>0.1);在干流的中游(南宁市中心区域),磺胺甲基异恶唑和红霉素对敏感物种所暴露出的生态风险最为严重,风险商值较高(RQ>1)。对支流江水而言,磺胺甲基异恶唑和红霉素暴露出比干流更大的生态风险(RQ>1),磺胺甲基异恶唑在心圩江(邕江支流)的风险商值更高达49.5。总的来说,抗生素在邕江沉积物的生态风险要比干流和支流河水中的风险都要高,最高的风险商值达96。因此,邕江抗生素污染应引起有关部门重视,采取相关防治措施。
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