阿苯达唑作为环境污染物：从粪肥向土壤迁移及作物吸收

《ACS Environmental Au》：Albendazole as an Environmental Contaminant: Transport from Dung to Soil and Uptake to Crops

　　

畜禽粪便施入农田可将兽医抗蠕虫药残留引入农业生态系统，但其在现实条件下从粪便肥料向土壤和作物的转移仍知之甚少。本研究在受控条件与田间相关条件下，考察阿苯达唑(albendazole, ABZ)及其代谢产物施用粪肥后的归趋，重点关注土壤-植物系统内的转移。试验设计涵盖粪肥贮存、土壤改良和植物栽培。采用经验证的超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)方法在粪便、粪肥、土壤、蔬菜和选定能源作物中监测残留。ABZ残留可在畜禽粪肥中持续达4个月，代谢产物浓度与母体化合物相当或更高。粪肥施用后，土壤和蔬菜可食部位均检出ABZ代谢产物，浓度可达10 μg/kg干重，表明这些代谢产物可从有机肥料转移进入作物。田间试验证实ABZ代谢产物在玉米中吸收和转运，尤其在果穗中明显；植物修复试验显示木本物种根系积累代谢产物，柳树(Salix alba)吸收高于杨树(Populus nigra)。研究结果揭示了兽医药物经畜禽粪肥进入农作物的此前未被充分认识的途径，凸显加强粪肥管理的必要性，并提示选定能源作物和木本物种可参与降低农业生态系统中药物污染的植物管理策略。

研究背景方面，药物环境污染已成为全球性新兴问题，人用与兽用药物消费增长使环境药物残留风险上升。兽用抗蠕虫药与抗生素、激素同属最常见且重要的环境污染物。胃肠道线虫危害家畜健康与生产性能，苯并咪唑类抗蠕虫药如阿苯达唑(ABZ)被广泛用于牛、羊寄生虫控制。ABZ可经未代谢母体、动物体内代谢产物和粪肥贮存转化产物进入环境，施用治疗动物粪便堆肥和粪肥成为兽医药物入田途径。粪肥兼具改良土壤结构与携带污染物双重属性，但ABZ及其代谢产物ABZ亚砜(ABZ-SO)、ABZ砜(ABZ-SO₂)在真实农业系统中由粪肥到土壤、蔬菜、能源作物和木本植物的转移与积累数据不足。因此，研究人员开展受控与田间试验，明确ABZ残留归趋、作物吸收积累及木本植物修复潜力。该研究论文发表于《ACS Environmental Au》。

关键技术方法方面，研究人员以肉牛场经ABZ口服混悬液治疗的牛群为对象，设治疗组与未治疗对照组；采集给药后粪便制备厌氧粪肥、好氧堆肥及田间粪肥；蔬菜盆裁用土壤与粪肥混合基质，木本幼苗温室生根后移外养，田间玉米按20吨/公顷施粪肥后常规耕作播种；样本经冷冻干燥或新鲜处理，采用QuEChERS提取结合分散固相萃取(dSPE)净化，高脂样本用脂质去除固相萃取(SPE)；仪器为超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)正电喷雾电离多反应监测(MRM)，内标法用ABZ-d₃，方法按兽药与农药残留验证要求考察检出限(LOD)、定量限(LOQ)、回收率与基质效应。

3.2. 粪肥、堆肥与粪便中ABZ、ABZ-SO和ABZ-SO₂残留含量

研究人员通过分析给药后第1、5天粪便及由此制备的4个月厌氧粪肥、好氧堆肥发现，母体ABZ在给药第1天粪便中最高，随后迅速下降；ABZ-SO在第4天前可检，ABZ-SO₂可持续至第6天。粪肥和堆肥中代谢产物浓度与鲜粪相当或更高，说明微生物氧化或还原等生物转化使代谢产物稳定存在。由此得出结论：抗蠕虫药在农业基质中具有化合物特异性持久性与转化行为，治疗畜粪应单独存放至少5天再施田。

3.3. 蔬菜中抗蠕虫药残留监测与评价

研究人员将胡萝卜、欧芹、菠菜、生菜种于含ABZ粪肥的土壤，结果显示土壤残留达数百μg/kg，菠菜叶ABZ-SO与ABZ-SO₂约10 μg/kg，生菜叶约2 μg/kg，胡萝卜和欧芹根约数μg/kg，母体ABZ仅在根菜检出。结论为极性代谢产物更易在维管系统迁移并在根、叶积累，叶菜可经食物链带来累积生态与毒理风险，有机肥菜田需严格粪肥管理。

3.4. 杨树和柳树对抗蠕虫药的吸收与消减评价

研究人员用4个月熟化治疗粪肥混土栽培柳树与杨树，仅分析根系。柳树根ABZ-SO为146.90±27.60 μg/kg、ABZ-SO₂为584.70±136.74 μg/kg，杨树根仅约20–50 μg/kg。结论为柳树积累能力更强，速生木本物种可用于受药物污染农业土壤的根系修复，但地上部转运与长期生态代价仍需生长季验证。

3.5. 玉米作为能源作物的植物修复潜力评价

田间试验中，土壤ABZ-SO为0.47±0.05 μg/kg，玉米叶0.36±0.01 μg/kg，果穗达2.04±0.52 μg/kg，果穗浓度约为土壤和叶片5倍。结论为玉米可吸收并向上转运ABZ代谢产物，作能源作物吸污有潜力；但污染秸秆若做饲料会回灌食物链，应持证焚烧供能。虽浓度低于欧盟37/2010食用动物最大残留限(MRL)，仍提示粪肥药物可进入农产系统。

讨论部分总结指出，ABZ及代谢产物在粪肥中持久存在，蔬菜可食部、玉米果穗和木本根系的检出证明兽医抗蠕虫药可经有机肥料跨越土壤-植物界面进入生产系统。研究强调粪肥分区贮存、生物停药期、污染生物质受控处置与木本/能源作物植物管理相结合，可在保肥效的同时降低药物负荷、保护土壤微生物多样性和养分循环。

结论部分翻译如下：

本研究证明ABZ及其主要代谢产物在农业环境中高度持久。研究发现ABZ残留在粪肥中即便经过四个月仍存在，代谢产物浓度与母体化合物相当或更高。粪肥施用后，ABZ代谢产物在土壤和蔬菜可食部位被检出，浓度可达10 μg/kg干重。田间试验证实玉米吸收和主要代谢产物向上部转运并在果穗积累。叶菜残留提示其可经食物链转移。治疗动物粪肥中物质的持久性要求对贮存和施田采取受控负责程序。杨树和柳树植物修复试验确认两物种均能在根组织积累残留，从而帮助减缓其在土壤中进一步扩散。这些发现增进了对兽医药物环境行为的认识，凸显其环境意义，并强调需以综合方法减轻影响。将植物修复、审慎粪肥管理与污染生物质规范处置结合，可形成缓解环境污染、保障食品安全并潜在限制抗蠕虫药耐药性发展的可持续策略。