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海南西部热带水域抗生素污染特征与生态风险评估:干湿季对比研究及其对水产养殖的启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月20日 来源:Environmental Research 7.7
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针对热带水产养殖区抗生素污染特征不明的问题,研究人员系统分析了海南西部5个主要渔业水域干湿季抗生素分布规律。检测发现干季浓度高达110,188.64 ng·L?1,显著高于雨季(47,577.77 ng·L?1),TMP、SMX等7种抗生素持续检出,其中FLO、CIP等对水生生物构成显著风险。该研究为热带地区抗生素管控提供了重要基线数据。
在全球水产养殖业快速扩张的背景下,抗生素滥用引发的环境问题日益凸显。作为中国重要的热带水产基地,海南西部渔业水域的抗生素污染特征却长期缺乏系统研究。更棘手的是,热带地区独特的干湿季交替可能显著影响抗生素迁移转化,但目前相关季节对比数据严重缺失。这种认知空白不仅阻碍科学评估抗生素生态风险,更制约着绿色养殖政策的制定。
海南省农业科学院的研究团队在《Environmental Research》发表的重要研究,首次揭示了海南西部5个主要渔业区(临高、儋州、昌江、东方、乐东)干湿季抗生素污染图谱。通过采集24个位点的水样,采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-HPLC-MS/MS)技术检测43种抗生素,结合环境因子相关性分析和风险商值法(RQ),构建了热带水产区抗生素污染的综合评估模型。
材料与方法
研究选取4大类43种抗生素标准品,通过优化后的HLB柱富集和LC-MS/MS检测流程,结合温度、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)等环境参数监测,建立抗生素分布与环境因子的响应关系。采样涵盖2021-2022年干季(11月-次年4月)和雨季(5月-10月)两个完整水文周期。
干季抗生素分布特征
干季检出10种抗生素,包括6种磺胺类(SMX、SIM等)、1种氯霉素类(FLO)和3种氟喹诺酮类(CIP、ENR、OFL)。临高海域FLO检出率达100%,儋州则呈现SMX与氟喹诺酮类共污染特征。值得注意的是,所有样品均未检出四环素类,这可能与海南高温环境下四环素降解较快有关。
雨季污染格局变化
雨季抗生素种类降至9种,总浓度最高值降低58%。SMX、TMP等磺胺类仍广泛存在,但氟喹诺酮类检出率显著下降。特别在东方海域,雨季抗生素浓度降幅达90%,可能与雨季径流稀释作用相关。环境因子分析显示,水温与溶解氧对氟喹诺酮类降解具有显著影响(p<0.05)。
生态风险评估
风险商值计算表明,干季FLO对藻类的RQ值突破1.0的高风险阈值,CIP和ENR对鱼类的中风险(RQ>0.1)点位占比达67%。相较之下,雨季高风险物质减少,但SMX仍对藻类构成潜在威胁。这种季节差异提示养殖用药管理需考虑气候因素。
该研究首次证实热带水产区抗生素污染具有显著季节动态:干季高浓度残留主要源于养殖尾水集中排放,雨季则受地表径流和降解加速双重影响。提出的"温度-溶解氧-抗生素降解"响应模型,为预测气候变化下抗生素归趋提供了新思路。更重要的是,识别出的FLO、CIP等高风险物质,为海南制定季节性差异化管控政策提供了科学依据。这些发现不仅填补了热带水域抗生素研究的空白,也为全球同类地区的生态风险评估建立了方法学范式。
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