沿海抗生素热点区域：解析中国海洋生态区的时空驱动因素及风险梯度

《Marine Structures》：Coastal antibiotics hotspots: Decoding spatiotemporal drivers and risk gradients in Chinese marine ecoregions

本研究系统调查了中国四大沿海海湾（辽东湾、胶州湾、杭州湾、北部湾）不同纬度海域的抗生素时空分布特征、潜在来源及生态风险。检测到21种抗生素，包括喹诺酮类（环丙沙星、左氧氟沙星）、磺胺类（磺胺甲噁唑、磺胺嘧啶）、四环素类（四环素、氧四环素）及氯胺酚类（氟苯尼考），其检出率均超过50%。胶州湾秋季浓度最高达22.17 ng/L，显著高于其他海湾及季节。主要污染源为水产养殖（占比35.7%）、畜牧养殖（28.6%）和医疗排放（22.3%）。生态风险评估显示，72.4%的样本风险等级为低风险，仅胶州湾A5站秋冬季因氧氟沙星暴露呈现中度生态风险。

　　近年来，抗生素的广泛使用已成为全球关注的焦点。它们不仅在疾病预防和治疗中扮演重要角色，还被大量应用于水产养殖和畜牧业，以保障人类和动物的健康与生长。然而，随着抗生素的频繁使用，其对生态环境和人类健康的潜在威胁也日益显现。尤其是在海洋环境中，抗生素的残留和累积可能引发一系列连锁反应，影响海洋生物的生存状态，甚至通过食物链对人类健康构成风险。因此，深入了解抗生素在不同纬度中国沿海海湾中的污染情况及其生态影响，具有重要的现实意义。

中国作为一个全球抗生素生产和消费大国，其在海洋环境中的抗生素污染问题尤为突出。根据相关研究，中国在2013年制造了248,000吨抗生素，消耗了162,000吨。这表明，抗生素的使用量和频率极高，其在环境中的残留和迁移也变得不可避免。尤其是在沿海地区，由于人类活动密集，包括工业、农业和污水处理等，抗生素更容易在这些区域积累。此外，沿海海湾作为陆地与海洋之间的过渡地带，是许多污染物进入海洋的重要通道，因此其在抗生素污染中的作用不容忽视。

为了全面评估中国沿海海湾中抗生素的污染状况，本研究选取了四个具有代表性的海湾：辽东湾、胶州湾、杭州湾和北碧湾。这些海湾分别位于渤海、黄海、东海和南海，涵盖了中国较大的纬度范围。通过对这些海湾在不同季节的海水样本进行检测，研究者发现，海水中的抗生素种类丰富，主要包括喹诺酮类、磺胺类、四环素类、大环内酯类和氯霉素类等。其中，氟苯尼考（FF）和四环素（TET）是这些海湾中最常见的抗生素。研究还发现，秋季是抗生素浓度最高的季节，其浓度范围在4.40 ng/L至22.17 ng/L之间，平均值为8.69 ng/L。而在北方的海湾中，抗生素的浓度相对更高，尤其是在胶州湾，秋季的抗生素浓度达到7.39 ng/L至22.17 ng/L，平均值为13.88 ng/L。

这一发现表明，中国沿海海湾中的抗生素污染具有明显的季节性和区域性特征。其中，秋季的抗生素浓度显著高于其他季节，可能与农业生产、水产养殖和医疗活动的高峰期有关。而北方海湾的抗生素浓度较高，可能与该地区的人口密度、工业活动以及河流输入等因素密切相关。此外，研究还发现，不同海湾中抗生素的分布情况存在差异，某些区域的抗生素浓度较高，可能与当地的污染源分布有关。

抗生素的污染源主要包括水产养殖、畜牧业和医疗使用。这些活动产生的抗生素废水未经充分处理，直接排放到海洋环境中，导致抗生素在海水中的残留。此外，农业活动中使用的抗生素也可能通过地表径流进入海洋，进一步加剧污染问题。因此，要有效控制抗生素污染，必须从源头入手，加强对这些污染源的监管和治理。

在生态风险方面，研究发现，尽管大多数海湾中的抗生素污染对生态环境的影响相对较小，但在胶州湾的A5站点，秋季的氧氟沙星（OFL）显示出中等程度的生态风险。这表明，某些特定类型的抗生素在特定区域可能对海洋生态系统产生更大的影响。因此，需要进一步研究不同抗生素对海洋生物的具体影响，以便制定更有效的污染防治措施。

本研究的另一个重要发现是，抗生素在海水中的分布具有一定的空间特征。例如，在胶州湾的东海岸，抗生素的浓度相对较高，而在其他区域则较低。这种空间分布可能与当地的地理环境、水文条件以及污染源的分布有关。因此，了解这些空间分布特征对于评估抗生素污染的范围和影响具有重要意义。

此外，研究还发现，抗生素在海水中的残留和迁移具有一定的持久性。即使在某些区域的抗生素使用量减少，其在环境中的残留仍可能持续较长时间。这种持久性使得抗生素污染问题更加复杂，需要长期监测和治理。因此，建立一个完善的监测体系，对于及时发现和应对抗生素污染问题至关重要。

综上所述，本研究通过对不同纬度中国沿海海湾的海水样本进行系统分析，揭示了抗生素污染的季节性和区域性特征，以及其潜在的污染源和生态风险。研究结果表明，抗生素污染在北方海湾更为严重，秋季是抗生素浓度最高的季节，而某些区域的特定抗生素可能对海洋生态系统产生较大的影响。因此，有必要加强对抗生素污染的监测和治理，特别是在水产养殖、畜牧业和医疗活动中，采取更加严格的管控措施，以减少抗生素对海洋环境和人类健康的潜在威胁。