南美白对虾养殖中抗生素污染动态追踪与多维度风险评估揭示关键控制点

针对水产养殖抗生素污染难题，研究人员通过动态追踪南美白对虾（Penaeus vannamei）全周期养殖系统，首次揭示氟苯尼考（FF）、恩诺沙星（ENR）等11种抗生素的时空分布规律，发现幼体阶段生物富集能力最强（BAF达4.44），尾水处理系统失效导致3.9×104 ng/L抗生素排放。研究为制定精准防控策略提供科学依据，相关成果发表于《Journal of Hazardous Materials》。

　　

在全球水产养殖业面临抗生素污染危机的背景下，南美白对虾（Penaeus vannamei）作为占甲壳类产量52.9%的经济物种，其养殖过程中抗生素滥用问题日益凸显。由于缺乏适应性免疫系统，对虾养殖业每年因病害损失超150亿美元，导致氟苯尼考（Florfenicol, FF）、恩诺沙星（Enrofloxacin, ENR）等抗生素被大量使用。更严峻的是，现有尾水处理系统对抗生素去除效率低下，这些药物通过食物链富集后，不仅威胁生态系统健康，还可能通过水产食品引发人类肠道菌群失调和耐药基因（Antibiotic Resistance Genes, ARGs）传播。

为破解这一难题，浙江省重点研发计划资助团队创新性地开展了全周期动态追踪研究。研究人员选取温室养殖模式下的F1、F2系统，按饲料转换时间将养殖周期划分为6个阶段（S1-S5），同步采集水样、生物样本及饲料进行多介质分析。通过高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS/MS）检测45种靶向抗生素，结合生物富集因子（Bioaccumulation Factor, BAF）计算和风险商值（Risk Quotient, RQ）评估，首次系统揭示了南美白对虾不同生长阶段的抗生素累积规律。

主要研究发现

1. 抗生素残留特征：在养殖水体中检出11种抗生素，总浓度（ΣAB）达0.61–3.9×10⁴ ng/L，其中FF、ENR、甲氧苄啶（Trimethoprim, TMP）检出率超50%。值得注意的是，后期（S3-S5）抗生素浓度显著升高（p<0.05），证实预防性用药是主要污染源。

2. 生物累积规律：幼体阶段对磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole, SMX）的BAF最高，其累积能力是成体的2.3倍。这种发育阶段依赖性累积现象为关键防控窗口期划定提供依据。

3. 风险阈值突破：尾水中TMP和FF的生态风险商值（RQ）达中高风险水平，而净化池对抗生素去除率不足30%，导致大量药物负荷排入环境。不过，对虾肌肉中的抗生素残留量尚低于健康风险阈值。

技术创新与意义
该研究首次实现三个突破：①建立全养殖周期多介质动态监测体系；②揭示对虾发育阶段与抗生素富集的负相关关系；③整合生态-健康-耐药三重风险评估模型。这些发现直接指明两大关键控制点——幼体敏感期和尾水处理环节，为修订《水产养殖用药管理条例》提供数据支撑。

正如通讯作者Zeming Zhang强调，这项发表于《Journal of Hazardous Materials》的研究，其价值不仅在于发现FF、ENR等药物的环境行为规律，更重要的是构建了"溯源-累积-风险"评估框架。该成果对实现联合国可持续发展目标（SDG 14）中"可持续水产养殖"的承诺具有实践指导意义，也为同类经济物种的抗生素管控提供范式参考。未来研究可进一步结合宏基因组技术，探究ARGs在养殖系统微生物网络中的传播机制。