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郑春苗团队发表饮用水中抗生素检测和人群暴露评估的最新研究成果

2020-04-16

抗生素作为一种新型污染物,已经引起广泛的关注。市场上的饮用水含有多少抗生素?近日,南科大环境学院郑春苗课题组建立饮用水中92种抗生素同时定性定量的分析方法,并对直饮水、瓶装水及桶装水样品进行了检测分析。研究成果在水技术领域权威(Nature Index)期刊Water Research上发表:“Efficient detection and assessment of human exposure to trace antibiotic residues in drinking water”。论文第一作者为环境学院研究助理教授贲玉婕,通讯作者为郑春苗讲席教授。

随着抗生素的广泛的使用和不间断的排放,大量抗生素进入环境中,导致环境中微生物的耐药性不断进化,甚至开始出现多重耐药性。近几十年来,抗生素已成为环境中颇受关注的新型污染物。但由于当前市政污水和饮用水处理基础设施缺乏针对抗生素的有效去除能力,抗生素极有可能已经造成饮用水水源污染并且残留在饮用水中,对人群健康造成潜在威胁。为了全面评估饮用水中抗生素人群暴露程度,本研究首先建立饮用水中106种目标抗生素的定性和定量分析方法(1)。

图1. 106种抗生素的色谱图:(A)102种抗生素;(B)3种氯霉素和sulfanitran

其次,本研究基于HLB固相萃取前处理技术,对饮用水样品中进行106种抗生素加标回收验证实验,结果显示除了14种分析物的回收率始终低于40%,其余92种物质可在饮用水中被准确定性定量。基于建立的方法,本研究进而对三种类型的饮用水中的抗生素残留进行了检测分析,包括直饮水样品(n=36)、中国品牌瓶装水/桶装水样品(n=30),以及外国品牌瓶装水样品(n=18)。直饮水样品中检出的抗生素总浓度的平均值和中位数分别为182和92 ng/L,中国品牌瓶装/桶装水中为180和105 ng/L,外国品牌瓶装水中为666 和146 ng/L(图2和图3),三种饮用水中总检出抗生素种类分别达到了58、45和36种。中国品牌瓶装水中抗生素检出种类比外国品牌瓶装水多,且中国品牌瓶装水中roxithromycin浓度普遍很高,而外国品牌的瓶装水中dicloxacillin含量很高。

图2.  所采集直饮水和中国品牌瓶装水/桶装水中检出率大于30%的抗生素化合物的平均浓度(95%的置信区间),

每种化合物的检出率标注在括号中。

 

图3. 中国品牌瓶装水与其它国家品牌饮用水中的抗生素检出浓度比较

本研究是首次对不同类型的饮用水中近100种抗生素进行检测分析,为饮用水中抗生素残留的全面分析提供了经济有效的分析方法,并基于不同类型饮用水中抗生素残留浓度,对检测到的抗生素进行了日摄入量评估。虽然结果显示饮用水摄入的单一抗生素残留潜在的人群健康的风险较低,但是全面描述抗生素残留暴露的总体风险所需的数据和目前认知都非常有限,提示我们应该开展环境中的抗生素残留对人体的暴露水平影响研究,深入了解环境抗生素残留所产生的人体潜在健康风险对人体微生物的结构、功能及耐药性的影响。

 

该研究得到了国家自然科学基金(21806071 和41890852)等项目的经费支持。

论文链接:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0043135420302359