中国自来水抗生素污染全景调查:区域差异与健康风险评估

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  针对中国自来水抗生素污染数据匮乏问题,研究人员通过全国33个省级行政区78份水样检测34种抗生素及其转化产物,发现13种抗生素(总检出率92.3%,中位浓度3.73 ηg/L),其中罗红霉素(74.4%)污染最普遍。基于HQ/HI风险评估模型显示所有人群EDI(1.43×10-3-8.03×10-3 μg/kg/day)均低于安全阈值,但华东、华南污染显著,为制定区域差异化管控政策提供依据。

  

抗生素在现代医疗和畜牧业的广泛应用带来潜在环境风险。作为全球最大的抗生素生产和使用国,中国地表水和地下水普遍检出抗生素残留,而自来水处理工艺对这类污染物去除效率有限。更令人担忧的是,低浓度抗生素长期暴露可能促进抗生素耐药菌(ARB)和耐药基因(ARGs)的传播,通过饮用水摄入还可能扰乱人体肠道菌群,增加慢性疾病风险。尽管部分研究关注特定城市的水质,但全国范围内自来水抗生素污染的整体状况仍属空白。

为此,国内某研究团队在《Environmental Pollution》发表了一项覆盖全国33个省级行政区的大规模调查。研究人员采用固相萃取富集结合液相色谱-质谱(LC-MS)技术,检测78份自来水样本中34种代表性抗生素及其4种转化产物。通过危险商数(HQ)和危险指数(HI)模型,基于估计日摄入量(EDI)与安全阈值的比值评估健康风险,并首次系统分析了污染水平与地理经济因素的相关性。

抗生素在自来水中的分布特征
检测结果显示92.3%样本存在抗生素污染,共检出13种抗生素和4种转化产物,中位浓度3.73 ηg/L。污染最严重的三类药物分别是:大环内酯类的罗红霉素(检出率74.4%)、脱水红霉素(60.3%)和磺胺类的乙酰化磺胺甲恶唑(33.3%)。地理分布上,华东、华南和西南污染最显著,东北地区浓度最低。沿海地区酚类抗生素水平较高,而经济欠发达地区磺胺类检出更频繁。

健康风险评估
各年龄组(婴儿至成人)的抗生素总EDI范围为1.43×10-3-8.03×10-3 μg/kg/day。基于毒理学和微生物学效应的HQ/HI值均低于4.0×10-3,显著低于现行安全阈值。值得注意的是,虽然单一化合物风险较低,但抗生素混合物效应及诱导ARB/ARGs的长期风险仍需警惕。

讨论与展望
该研究首次绘制了中国自来水抗生素污染的地理图谱,揭示经济发展水平与污染特征的相关性:经济发达地区可能因更严格的畜牧监管使磺胺类使用减少,但密集的医疗活动导致大环内酯类污染突出。研究结果为制定区域差异化水质标准提供依据,建议未来重点关注:1)优化水处理工艺对抗生素的去除效率;2)开展抗生素混合物和ARB的联合风险评估;3)经济欠发达地区的磺胺类管控。

这项全国性调查不仅填补了发展中国家抗生素环境行为研究的空白,其建立的LC-MS检测方法和风险评估框架也为全球饮用水安全研究提供了方法论参考。随着《"健康中国2030"规划纲要》对环境健康风险的重视,该成果将为精准防控抗生素环境扩散提供重要科学支撑。

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