中國河流抗生素污染調(diào)查報告
中國水產(chǎn)頻道報道，中國抗生素污染總體情況到底如何?終于有了研究成果。近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所應(yīng)光國課題組獲取首份中國抗生素使用量和排放量清單，預(yù)測得出全國58個流域的“抗生素環(huán)境濃度地圖”。這一報告于6月初發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》。
近年多地河流水體被檢出抗生素，已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。去年12月，央視曝光全國主要河流部分點位都檢出抗生素，甚至南京居民家中自來水也有檢出。其中珠江廣州段受到抗生素藥物的污染非常嚴(yán)重，脫水紅霉素等抗生素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出歐美發(fā)達(dá)國家河流的水平。應(yīng)光國課題組的研究則量化預(yù)測了珠江流域抗生素的污染程度，報告顯示，預(yù)測珠江流域抗生素排放密度全國最高，預(yù)測抗生素環(huán)境濃度僅次于海河。
珠江流域 排放量不大但密度最高
珠江流域抗生素污染究竟有多嚴(yán)重?“在北方海河流域最嚴(yán)重，在南方珠江流域最嚴(yán)重。”廣州地球化學(xué)研究所研究員、博士應(yīng)光國說。
從報告的“全國抗生素排放地圖”中可以看到，與洞庭湖、淮河、長江等流域相比，珠三角的抗生素排放總量雖然低于以上幾個流域，在全國只屬于中等水平，但單位面積排放密度在全國58個流域中屬于最高等級，達(dá)到70 .3-109千克/平方公里·年。而論文中明確表示，包括珠三角和東江流域在內(nèi)的珠江流域，其抗生素排放密度為全國最高，但課題組沒有透露該密度具體數(shù)值。
西江流域 排放量高密度中等
去年央視新聞報道稱，珠江廣州段受到抗生素藥物污染非常嚴(yán)重，當(dāng)時廣州市自來水公司明確表示，廣州自來水并不是從珠江廣州段取水，而是來自水質(zhì)較好的東江、北江、西江。
應(yīng)光國團隊的研究顯示，就抗生素排放總量而言，西江流域達(dá)到最高等級，與松花江、黃河、淮河、長江、洞庭湖等流域一樣，每年排放量在2190-3560噸;東江流域的抗生素排放總量為237-378噸/年，在和廣東相關(guān)的幾個流域中最低，在全國58個流域中也屬于排放量較少的;北江流域則為378-587噸/年，屬排放量居中的等級。
至于排放密度，除了最高的珠江流域，西江流域密度中等，北江流域則僅有7.15-13.3千克/平方公里·年，在涉及廣東的幾大流域中排放密度最低，與國內(nèi)部分西部流域抗生素排放密度相當(dāng)。
報告指出，以地理學(xué)上著名的“胡煥庸線”(中國地理學(xué)家胡煥庸1935年提出的劃分我國人口密度的對比線，也稱為“黑河-騰沖一線”)為劃分，人口較密集的中國東部，其抗生素排放量密度是西部流域的6倍以上，可見人類活動對抗生素排放的巨大影響。
36種常見抗生素中 阿莫西林濃度最高
進入環(huán)境后的'各類抗生素，由于物理化學(xué)性質(zhì)不同，有的容易降解，有的較穩(wěn)定，在水、土、沉積物等不同環(huán)境的相中分配不同，因此環(huán)境濃度也不一樣。報告預(yù)測了36種常見抗生素在各流域的環(huán)境濃度。珠江三角洲的抗生素環(huán)境濃度在全國排第二，僅次于海河。阿莫西林等7種抗生素在流域水環(huán)境中的濃度高于1000納克/升。
應(yīng)光國介紹，海河和珠江是環(huán)境抗生素污染最嚴(yán)重的兩條河流，但由于海河水量少，其抗生素環(huán)境濃度比珠江更高。事實上，北方地區(qū)的各河流流域抗生素濃度明顯高于南方河流。
珠江流域中，濃度最高的抗生素是阿莫西林，達(dá)到3384納克/升，其次為氟洛芬(2867納克/升)。諾氟沙星、青霉素等另外5種抗生素濃度也較高，均高于1000納克/升。應(yīng)光國解釋，我國目前沒有關(guān)于環(huán)境里抗生素濃度的標(biāo)準(zhǔn)，但1000納克/升以上的濃度已經(jīng)屬于非常高的水平。
而今年初，廣州市環(huán)保局曾表示要探索抗生素監(jiān)測辦法，爭取在珠江廣州段展開抗生素監(jiān)測，目前進展如何?昨日，廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，對珠江抗生素的監(jiān)測方法研究正按計劃進行，目前還在實驗階段。由于國家層面還沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，因此正和中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所等多個單位密切溝通和合作，最終要建立廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站自己的一套科學(xué)監(jiān)測方法。
釋疑
水中抗生素從哪里來?
2013年16 .2萬噸抗生素52%為獸用
環(huán)境中抗生素的來源主要包括生活污水、醫(yī)療廢水以及動物飼料和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水排放等。環(huán)境中的抗生素殘留又會通過各種方式可能重新進入人體，最主要的就是喝了含有抗生素的水、吃了存在抗生素殘留的肉類和蔬菜，另外還可以通過生態(tài)循環(huán)的方式回到人體。
應(yīng)光國介紹，珠江流域人口密度高，廣東人又是養(yǎng)殖大省，雞、豬的消費量在全國范圍內(nèi)算很高的，水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)達(dá)，廣東魚塘在全國最多，因此珠江流域抗生素使用量、排放量大，排放密度高。另外，我國的污水處理水平也較低，農(nóng)村地區(qū)幾乎直接排放污水。
由于我國對抗生素的使用缺乏監(jiān)管，抗生素濫用的現(xiàn)象非常普遍，廣東也不例外。應(yīng)光國介紹，目前對大醫(yī)院中抗生素使用的控制相對較好，但中小醫(yī)院、藥店以及畜牧養(yǎng)殖業(yè)則基本沒有控制，政府監(jiān)管缺位。實地調(diào)查中，養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場的動物糞便和飼料里都檢測出抗生素。
應(yīng)光國介紹，一頭豬的平均污水排放相當(dāng)于10個人的排放量，并且養(yǎng)殖廠排放污水中的抗生素將隨污水進入受納水體和土壤環(huán)境，也有可能滲入地下水。本次報告顯示，2013年中國使用抗生素達(dá)16.2萬噸，其中52%為獸用抗生素;在36種常見抗生素中，獸用抗生素的比例更是高達(dá)84.3%。
危害到底有多大?通過飲食
進入人體非常微量但會加劇細(xì)菌耐藥
環(huán)境抗生素污染對人體健康有什么影響?飲用有抗生素殘留的水有沒有危害?被檢出抗生素的肉類安全嗎?應(yīng)光國解釋，通過飲食進入人體的抗生素非常微量，相比醫(yī)用治療中使用的抗生素少得多，吃抗生素藥品都沒事，微量的抗生素殘留進入人體并沒有直接危害。抗生素濫用、環(huán)境抗生素污染的真正危害在于加劇細(xì)菌耐藥性的情況。
從藥學(xué)領(lǐng)域而言，廣譜(能針對絕大多數(shù)細(xì)菌)抗生素大致分為青霉素類、碳青酶烯類、β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、磺胺類、喹諾酮類等。“不同的藥物，在人體或動物體內(nèi)不同的半衰期(藥物衰變?yōu)槠渌镔|(zhì))不同，以喹諾酮類藥物(如諾氟沙星等)為例，其半衰期較長，在自然界化學(xué)穩(wěn)定性很好。它需要足夠長的時間降解成其他物質(zhì)，如果人類長期低量攝入含有喹諾酮類的水、肉食，其直接的結(jié)果就是產(chǎn)生耐藥。”中國藥理學(xué)會教學(xué)與科普專委會委員、南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院徐江平教授表示。
“喹諾酮類藥物的人體耐藥性問題是較為普遍的現(xiàn)象了。比如第一代喹諾酮氟哌酸，已經(jīng)基本治療不了細(xì)菌感染性腹瀉，再如諾氟沙星、氧氟沙星，其對于呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)感染的治療效果也在漸漸降低，這就是耐藥的表現(xiàn)。”
廣州地化所這次研究報告顯示，喹諾酮類藥物的用量仍然很大，以諾氟沙星為例，2013年全國用了5440噸，其中人用了1013噸。徐江平表示，他最新掌握的信息顯示，農(nóng)業(yè)部已經(jīng)意識到喹諾酮在畜牧業(yè)濫用的危害，即將決定停止4類喹諾酮類藥物在畜牧業(yè)的使用。“其他還有一些小分子的抗生素，其半衰期也很長，在自然界化學(xué)穩(wěn)定性很好，長期微量攝入也有類似的導(dǎo)致耐藥結(jié)論。”
怎么預(yù)測出來?
10年流域調(diào)查購買了237家藥企數(shù)據(jù)
“我國長期缺乏對抗生素使用的監(jiān)管，每一種抗生素具體用到哪些地方、用了多少、有多少進入環(huán)境，做研究的人都不知道。”應(yīng)光國說，這次課題的初衷就是搞清楚上述情況。
課題組選擇了市場調(diào)查+數(shù)據(jù)分析+模型模擬的方法。課題組對我國主要河流做了10年的流域調(diào)查，在數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上，這次選擇了36種最常被檢出的抗生素作為研究對象。
2014年開始，課題組從國家食藥監(jiān)總局等部門提供的藥廠登記信息中，分別選擇了各種抗生素銷售量最大的5-10家企業(yè)作為代表，總共237家。課題組向這些企業(yè)購買了2013年的市場份額、銷售量等數(shù)據(jù)，從而計算出各類抗生素在不同區(qū)域的使用量和用途。
然后，參考代謝率、污水處理率等因素，進而計算出抗生素排放量。根據(jù)各流域的行政區(qū)劃組成，將各市、縣的數(shù)據(jù)相加，得到流域尺度的抗生素排放量和排放密度。最后，在排放量基礎(chǔ)上，再使用三級逸度模型，模擬預(yù)測了各抗生素在全國各流域的環(huán)境濃度。應(yīng)光國課題組從2013年開始啟動本次課題，歷時兩年完成，“這也是建立在此前課題組大量研究獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之上”。
預(yù)測是否靠譜?
肯定有誤差但“結(jié)論比較可靠”
中科院南海海洋研究所副研究員徐維海指出，數(shù)據(jù)分析和模型模擬的結(jié)果肯定與真實環(huán)境有誤差，即便是實地監(jiān)測，也會有枯水季與豐水季、不同河段點位的區(qū)別。不過他認(rèn)為，應(yīng)光國課題組研究所得的抗生素模擬濃度50%以上與監(jiān)測結(jié)果在一個數(shù)量級以內(nèi)，說明研究結(jié)論比較可靠。“能拿到這么多數(shù)據(jù)，反映出全國抗生素濃度的分布情況，這是沒有人做過的。”
廣州地化所研究員張干表示，這一研究更重要的意義在于，反映了抗生素污染的時空規(guī)律。他介紹，這次研究建立了一個抗生素排放清單的平臺，以后就可以代入數(shù)據(jù)做情景模擬，往前、往后都可以預(yù)測。“這次的研究成果傾向于靜態(tài)，下一步應(yīng)該還會傾向于做抗生素污染的動態(tài)預(yù)測。”
徐維海介紹，現(xiàn)在對抗生素環(huán)境濃度的監(jiān)測研究已經(jīng)不是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的重點。“抗生素殘留在環(huán)境中的暴露是確定的，現(xiàn)在的研究轉(zhuǎn)向?qū)δ退幮裕绕涫悄退幮曰虻难芯俊?rdquo;
鏈接
“超級細(xì)菌”
演變史
近30年，人類在廣譜抗生素研發(fā)方面基本沒有突破性發(fā)現(xiàn)，能做的都是小修小改，但同時出現(xiàn)了多種“超級細(xì)菌”。2013年前后還發(fā)現(xiàn)“產(chǎn)n d m -1耐藥細(xì)菌”，它與傳統(tǒng)“超級細(xì)菌”相比，其耐藥性已經(jīng)不再是僅僅針對數(shù)種抗生素具有“多重耐藥性”，而是對絕大多數(shù)抗生素均不敏感，這被稱為“泛耐藥性”。
1920年 醫(yī)院感染的主要病原菌是鏈球菌。
1960年 產(chǎn)生了耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(m r sa)，m r sa取代鏈球菌成為醫(yī)院感染的主要菌種。耐青霉素的肺炎鏈球菌同時出現(xiàn)。
1990年 耐萬古霉素的腸球菌、耐鏈霉素的“食肉鏈球菌”被發(fā)現(xiàn)。
2000年至2014年 出現(xiàn)綠膿桿菌，對阿莫西林等8種抗生素耐藥性達(dá)100%;肺炎克雷伯氏菌，對西力欣、復(fù)達(dá)欣等16種高檔抗生素的耐藥性高達(dá)52%-100%。
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