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伊朗西部畜禽粪便中微塑料、抗生素、激素与重金属的共现特征及其环境风险
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月27日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究首次调查了伊朗克尔曼沙赫省畜禽粪便中新兴污染物(MPs、AABs、PST、HMs)的分布特征,发现71.42%样本含PE/PP为主的微塑料,激素(最高46.2 mg/kg)和抗生素(如EFC 2.62 mg/kg)普遍存在,Zn(248.16 mg/kg)等重金属显著富集,揭示了有机肥料施用可能引发的生态链风险,为中东地区农业污染防控提供关键数据。
在追求有机农业的浪潮中,畜禽粪便作为"绿色肥料"被广泛施用,但其暗藏的新兴污染物危机正悄然浮现。伊朗作为中东农业大国,每年产生5700万吨畜禽粪便,其中抗生素、微塑料(MPs)和重金属(HMs)等污染物通过食物链富集,可能引发土壤退化、微生物失衡甚至人类健康风险。更令人担忧的是,这些"隐形杀手"在伊朗等发展中国家尚未建立系统的监测体系。
克尔曼沙赫医科大学的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究,首次揭开了伊朗西部畜禽粪便的污染面纱。通过分析19份牛粪(COM)和禽粪(POM)样本,研究人员采用立体显微镜和FTIR鉴定MPs形态,原子吸收光谱法检测Cu、Cr、Zn等重金属,并通过液相色谱串联质谱技术定量抗生素(DXC、ETC、EFC)和孕酮(PST)含量。样本来自该省3个奶牛场和3家禽养殖场,采用锯齿形采样法确保代表性。
微塑料的污染特征
71.42%的样本检出MPs,共41颗粒物含纤维(50%)、薄膜等4种形态,以蓝色(44.44%)和黑色(33.33%)为主。PE和PP各占21.95%,牛粪中MPs丰度显著高于禽粪(P<0.05)。值得注意的是,5号样本检出5种MPs,而球形蓝色颗粒在牛粪中占比达25%。这些MPs可能源自饲料袋、饮水设备等畜牧用具。
激素与抗生素分布
所有样本均检出孕酮,牛粪平均浓度(33.58±8.13 mg/kg)显著高于禽粪(28.36±10.79 mg/kg),最高值出现在C养殖场(46.2 mg/kg)。抗生素中恩诺沙星(EFC)浓度最高(2.62 mg/kg),多西环素(DXC)在禽粪中的含量差异显著(P<0.05)。这种分布差异可能与养殖实践中药物使用规范有关。
重金属污染格局
锌在牛粪中含量达248.16±31.62 mg/kg,铜在禽粪中富集明显(148.4±57.02 mg/kg)。三地养殖场的重金属浓度排序均为Zn>Cu>Cr,其中E养殖场的Cu(214.3 mg/kg)和Cr(55.7 mg/kg)同时出现峰值,暗示区域性饲料添加剂使用可能存在问题。
这项研究敲响了有机农业的警钟:未经处理的畜禽粪便可能成为MPs和药物残留进入生态系统的"特洛伊木马"。特别是PP/PE类微塑料的持久性,与激素、抗生素的复合污染,可能通过改变土壤微生物群落结构,进而影响作物品质。研究团队强调,伊朗当前缺乏粪便预处理法规,亟需建立从饲料源头到农田施用的全程监管体系。该成果不仅为中东地区提供了首份畜禽粪便污染基线数据,其揭示的"纤维-抗生素-锌"协同污染模式,对全球畜牧业密集区的环境管理具有普适性参考价值。
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