抗生素是一種新的水中污染物,其環(huán)境殘留會造成細菌耐藥性的增強,并且耐藥基因能在環(huán)境中不斷擴展和演化,甚至可以造就“超級細菌”的產(chǎn)生,對生態(tài)環(huán)境及人類健康產(chǎn)生巨大的威脅,成為當前人類面臨的最嚴峻的環(huán)境與健康問題之一。因此,加強抗生素污染物的處理非常重要。
研究人員利用簡單的水熱合成法合成了一種水中穩(wěn)定性極好的新型納米材料,將其應(yīng)用于去除水中諾氟沙星抗生素的實驗研究。實驗結(jié)果表明這種材料具有高的吸附容量,可以高效去除水中的諾氟沙星抗生素,不會有二次污染等問題,并且可以再生循環(huán)使用。此外,科研人員還進一步解釋了吸附材料對諾氟沙星去除的吸附機理。本研究為納米材料用于水中抗生素的深度去除提供了新思路,具有較強的應(yīng)用前景。
該研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金及安徽省科技重大專項等項目的支持。
中國科學(xué)院污染地圖首次詳細披露了各地抗生素使用和排放量:中國2013年使用的16.2萬噸抗生素中,獸用52%,人用48%。
此次研究選取36種最常被檢出的抗生素作為研究對象,總量達9萬多噸,其中畜用抗生素占84%;大部分抗生素通過人畜排泄至體外,一年有超過5萬噸抗生素排放進入水土壤環(huán)境中。
中國在抗生素的使用上,可劃分成明顯的東部和西部兩個部分,東部的抗生素排放量強度是西部的6倍以上。
其中:京津冀海河流域、長江和西江是全國抗生素排放量最大的區(qū)域,而珠江單位面積中的抗生素含量排名全國第一。
從污染地圖顏色可以看到,廣東、江蘇、浙江、河北等經(jīng)濟相對較好地區(qū)顏色較深,即意味著是污染重災(zāi)區(qū)。
這些處于污染重災(zāi)區(qū)的地方,意思就是喝水就能治感染唄!
與國外相比,中國河流總體抗生素濃度較高,測量濃度最高達7560納克/升。
然而除了對比國外數(shù)據(jù),我國自來水和地表水質(zhì)檢測的國家標準中,均沒有將抗生素納入。
從下表可見,我國每千人抗生素日使用量是英國的5.7倍,達美國的5.5倍之多!
水中抗生素從何而來?
環(huán)境中抗生素的來源主要包括生活污水、醫(yī)療廢水以及動物飼料和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水排放等。環(huán)境中的抗生素殘留又會通過各種方式可能重新進入人體,最主要的就是喝了含有抗生素的水、吃了存在抗生素殘留的肉類和蔬菜,另外還可以通過生態(tài)循環(huán)的方式回到人體。
在生豬、肉雞、水產(chǎn)等養(yǎng)殖過程中,因養(yǎng)殖密度高,不少養(yǎng)殖戶為降低感染發(fā)病率,提高效益,習(xí)慣在飼料中添加各類抗生素。比如生豬飼料中,硫酸粘菌素、金霉素都是常用抗生素,最多時一噸飼料能添加1斤抗生素藥物。
應(yīng)光國介紹,珠江流域人口密度高,廣東又是養(yǎng)殖大省,雞、豬的消費量在全國范圍內(nèi)算很高的,水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)達,廣東魚塘在全國最多,因此珠江流域抗生素使用量、排放量大,排放密度高。另外,我國的污水處理水平也較低,農(nóng)村地區(qū)幾乎直接排放污水。
抗生素泛濫的危害到底有多大?
環(huán)境抗生素污染對人體健康有什么影響?飲用有抗生素殘留的水有沒有危害?被檢出抗生素的肉類安全嗎?
從藥學(xué)領(lǐng)域而言,廣譜(能針對絕大多數(shù)細菌)抗生素大致分為青霉素類、碳青酶烯類、β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、磺胺類、喹諾酮類等。“不同的藥物,在人體或動物體內(nèi)不同的半衰期(藥物衰變?yōu)槠渌镔|(zhì))不同,以喹諾酮類藥物(如諾氟沙星等)為例,其半衰期較長,在自然界化學(xué)穩(wěn)定性很好。
它需要足夠長的時間降解成其他物質(zhì),如果人類長期低量攝入含有喹諾酮類的水、肉食,其直接的結(jié)果就是產(chǎn)生耐藥。”中國藥理學(xué)會教學(xué)與科普專委會委員、南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院徐江平教授表示。
“喹諾酮類藥物的人體耐藥性問題是較為普遍的現(xiàn)象了。比如第一代喹諾酮氟哌酸,已經(jīng)基本治療不了細菌感染性腹瀉,再如諾氟沙星、氧氟沙星,其對于呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)感染的治療效果也在漸漸降低,這就是耐藥的表現(xiàn)。”
廣州地化所這次研究報告顯示,喹諾酮類藥物的用量仍然很大,以諾氟沙星為例,2013年全國用了5440噸,其中畜用4427噸。徐江平表示,他最新掌握的信息顯示,農(nóng)業(yè)部已經(jīng)意識到喹諾酮在養(yǎng)殖業(yè)濫用的危害,即將決定停止4類喹諾酮類藥物在養(yǎng)殖業(yè)的使用。“其他還有一些小分子的抗生素,其半衰期也很長,在自然界化學(xué)穩(wěn)定性很好,長期微量攝入也有類似的導(dǎo)致耐藥結(jié)論。”
應(yīng)光國的報告顯示,抗生素的使用量、預(yù)測環(huán)境濃度、地表水環(huán)境中的細菌耐藥率和醫(yī)院的細菌耐藥率存在正相關(guān),其中使用年代較短的新型抗生素正相關(guān)更顯著。
抗生素在人類和動物身上的濫用被認為是產(chǎn)生耐藥性細菌的主要原因。在我國動物的飼養(yǎng)周期中,農(nóng)民和農(nóng)場主們一直向其投喂少量的藥物,這些藥物不是用于治愈患病動物,而是為了促生長,并抑制因近距離接觸彼此的糞便而引發(fā)的疾病,動物吃下抗生素之后,只有很少一部分被吸收,大部分都會隨糞便排出體外。
2013年,8名中國和美國科學(xué)家在《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表過一篇研究報告,三家中國商業(yè)養(yǎng)豬場中的糞肥里發(fā)現(xiàn)了149種“獨特”的抗生素耐藥基因。
耐藥基因可通過環(huán)境、食用上述動物的肉制品等方式傳播至人體,有的形成“超級細菌”,導(dǎo)致人們難以甚至不可能通過常規(guī)抗生素來治療感染,而新藥的研發(fā)根本來不及跟上。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生科院副院長梁運祥介紹,養(yǎng)殖業(yè)抗生素濫用帶來三方面危害:一是細菌耐藥性增強,甚至出現(xiàn)“超級細菌”,造成人類被感染后無藥可治;二是食用畜禽后,大量抗生素殘留會損害人體健康;
三是部分抗生素進入生態(tài)環(huán)境,不易降解或降解緩慢,破壞生態(tài)平衡。
威脅已經(jīng)在人體中暴露。2015年4月,復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院周穎副教授課題組,歷經(jīng)1年,通過對上海、江蘇和浙江的一千多名8到11歲的學(xué)校兒童人群尿中抗生素的生物監(jiān)測證實,近六成檢出1種抗生素,四分之一檢出超過2種抗生素,有些甚至有6種抗生素。
抗生素在動物中的濫用和抗藥性已經(jīng)成了世界范圍內(nèi)公共衛(wèi)生領(lǐng)域的重大問題之一,醫(yī)生面臨著選擇越來越少、沒有充足時間做決定等問題,他們常常被如何拯救病人生命的痛苦選擇所困擾。每年至少有200萬美國人患病,其中約2.3萬人死于耐抗生素感染。
遏制抗生素污染迫在眉睫!中科院這份報告仍是對我們水土抗生素污染的一個靜態(tài)調(diào)查,我們呼吁:國家應(yīng)該建立自來水和地表水中抗生素的長期監(jiān)測,將抗生素納入國家水質(zhì)標準監(jiān)控之中。
同時,更為根本的是改造我們的農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式。東部地區(qū),尤其是珠三角和環(huán)境更加脆弱的海河流域,以出口為導(dǎo)向的密集式的規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)催生了每年數(shù)萬噸抗生素的生產(chǎn)、排放。
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