抗生素的人体健康风险、内暴露特征及检测技术研究进展

抗生素自问世以来,被广泛应用于临床治疗、畜牧业、农业和水产养殖业等领域中,在治疗感染性疾病和促进生长方面功不可没. 但是,抗生素的大量使用甚至滥用,使得环境外暴露和人体内暴露水平升高,进而对生态环境和人体健康造成严重威胁. 本文对抗生素的使用现状进行概述,并系统综述了尿液、血清、母乳、唾液等介质中抗生素的检测方法、内暴露特征及人体健康风险的研究进展. 目前液相色谱串联质谱法是抗生素最常用的分析方法,固相萃取法是人体生物样本抗生素分析中最常用的前处理方法. 人体抗生素内暴露靶向分析中,已有报道涵盖抗生素类别最多的分析方法包括41种抗生素及2种代谢物,而疑似靶向和非靶向分析方法鲜有报道,此后需进一步优化抗生素的提取和分析方法,开发涵盖更多抗生素及其代谢物类型的前处理技术及靶向、疑似靶向和非靶向分析方法. 已有流行病学研究多是基于问卷调查、处方药记录和抗生素的产量和使用量调查等开展,而基于抗生素的实际负荷水平的人体健康风险研究和流行病学研究仍然有限,因此亟待开展涵盖不同地区、不同人群的抗生素内暴露特征和队列研究.     

浙江省温岭湖漫水库沉积物中营养盐分布及风险评价

湖漫水库是温岭市最大的集中式饮用水源水库,水质富营养化状态逐年升高的趋势亟需系统调查该水库内源污染现状. 以湖漫水库为研究对象,采集表、中、底层沉积物,根据TP、TN、TOC等影响水库富营养化因素,进行营养元素空间分布特征分析和生态风险评价,通过营养元素间的相互关系初步探究水库主要污染源. 结果表明,湖漫水库表层沉积物中TP、TN、TOC均值分别为516.43 mg·kg⁻¹、1690 mg·kg⁻¹、1.28%. 营养元素主要在大坝附近、库区中心、阮岙村和横溪村两个支流处富集;随着深度的增加,浓度逐渐降低,底层沉积物中TP含量为表层的77%,TN和TOC含量为表层的62%;水库中有64.3%的表层沉积物处于重度营养盐污染,主要为氮,尤其是有机氮污染,且存在可能释放的风险;该水库沉积物营养盐污染经解析主要由浮游动物、浮游植物和藻类等水生生物的排泄物及残骸逐渐在表层沉积物积累引起.     

高效氯氰菊酯对秀丽隐杆线虫毒性作用的立体选择性研究

为探究高效氯氰菊酯（β-cypermethrin,β-CYP）及其对映体毒性的立体选择性,以秀丽隐杆线虫（C.elegans）为模型,分别评估了β-CYP及其4种对映体对线虫的毒性作用,包括生长发育、摄食行为、运动能力、寿命、体内活性氧自由基（ROS）及抗氧化酶活性等。结果表明,5种药物分别对线虫进行染毒后,暴露组与溶剂对照组相比,生长发育毒性排序为1R-trans-αS>β-CYP>1S-trans-αR>1R-cis-αS>1S-cis-αR,摄食行为毒性排序为1R-trans-αS>1R-cis-αS>1S-trans-αR>β-CYP>1S-cis-αR,对线虫运动行为影响不显著,对平均寿命抑制作用排序为1R-trans-αS>1S-trans-αR>1S-cis-αR>1R-cis-αS>β-CYP,对线虫体内ROS水平、SOD-3和GST-4抗氧化酶的活性抑制作用排序均表现为反式异构体>外消旋体>顺式异构体,不同药物对线虫内部抗氧化酶的调节作用也存在差异。综上所述,4种手性对映体对线虫的毒性和抗氧化作用存在选择性差异,其中1R-trans-αS对线虫的毒性作用普遍强于外消旋体及其他对映单体。     

典型酰胺类除草剂的水生生物水质基准

酰胺类除草剂在我国大量使用,可能会对水生态系统和人体健康造成潜在威胁。本文搜集了6种典型酰胺类除草剂对淡水水生生物的毒性数据,定量评价了数据质量和可靠度。选择可靠度较高的毒性数据,应用物种敏感度分布(species sensitivity distribution, SSD)法推导了酰胺类除草剂的水质基准(water quality criteria, WQC)。同时,基于本研究水质基准值,应用商值法对我国部分地表水中酰胺类除草剂的暴露进行了初步的生态风险评估。结果显示,甲草胺、乙草胺、丙草胺、丁草胺、异丙甲草胺和敌稗的急性水质基准分别为1 171.5、28.65、71.75、45.41、831.5和696.5 μg·L^-1,慢性水质基准分别为1.01、1.86、1.49、10.82、3.99和69.65 μg·L^-1。乙草胺在松花江、九龙江河口和广西甘蔗种植区水体中具有中等生态风险。丁草胺在长江流域水体中部分点具有中高风险。异丙甲草胺在广西种植区水体中具有潜在中等风险。甲草胺和丙草胺暴露无潜在风险。酰胺类除草剂对我国地表水生态系统的毒害效应值得长期关注。研究结果可为中国酰胺类除草剂水环境质量基准和标准的制/修订和污染控制提供科学依据。     

卧室灰尘中895种半挥发性有机物的存在水平及健康风险

人的一生约有1/3的时间在睡眠中度过,睡眠期间暴露于卧室中的半挥发性有机物(SVOCs)可能对人体健康造成不利影响。灰尘是室内SVOCs重要的汇,关于卧室灰尘中SVOCs的复合污染水平及健康风险尚不明确。因此,本研究采集了19个我国家庭卧室中的沉降灰尘,利用气相色谱质谱仪对895种SVOCs进行高通量筛查,并根据美国环境保护局提出的健康风险评价方法,考虑摄入、吸入和皮肤吸收3种暴露途径,评价了灰尘中SVOCs对幼儿和成人的健康风险。本研究在室内灰尘中共检出了85种SVOCs,包括20种正构烷烃、12种多环芳烃、6种邻苯二甲酸酯、8种有机磷酸酯、7种醇、6种取代苯、9种酚、9种农药、4种酯、2种脂肪酸和2种其他类,总浓度范围为92~1.4×10³ μg·g^-1 (中值：4.3×10² μg·g^-1)。在85种检出物中,邻苯二甲酸酯被识别为灰尘中最主要的污染物,对总浓度的平均贡献达到了(40.9±11.7)%。健康风险评价结果表明,灰尘中的SVOCs不会对成人造成非致癌风险,但4种SVOCs(苯乙烯化苯酚、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、肉豆蔻酸和硬脂醇)会通过灰尘摄入途径给幼儿带来低风险。此外,2种多环芳烃(荧蒽和芘)的致癌风险超出可接受水平(10^-6)。本研究通过高通量筛查方法,阐明了室内灰尘中SVOCs的复合污染现状,为室内环境中SVOCs风险的预防和管理提供了基础数据。     

水体及沉积物微塑料污染对近海养殖海区的生态风险

微塑料在全球海洋水体及沉积物中广泛存在,然而关于近海养殖海区的微塑料污染特征鲜有报道,本研究调查了中国近海养殖海区茅尾海水体和沉积物中微塑料的分布特征并初步对其微塑料污染进行风险评估. 结果表明,茅尾海区域广泛分布着微塑料,茅尾海水体中微塑料的平均丰度为（2.01±1.23） n·m⁻³,泡沫（60.1%）是主要的类型. 沉积物中的微塑料平均丰度为（22.4±19.6）n·kg⁻¹,薄片（50%—100%）在采样点中占主要部分. 茅尾海水体、沉积物中的微塑料粒径都以1—5 mm为主（33.3%—100%）,水体和沉积物中的微塑料主要来自钦江的输入、旅游活动以及海水养殖活动. 通过风险评估模型初步得出,茅尾海区域微塑料的污染水平属于中等偏低水平,水体中微塑料整体污染风险等级显著高于沉积物,生态风险等级分别属于Ⅲ级（较高风险）和Ⅱ级（较低风险）. 风险指数最高的点位于茅尾海入海河流钦江入海处,达到了Ⅳ级（高风险）,各沉积物采样点的风险等级主要集中在Ⅰ—Ⅱ级,属于较低风险. 危害评分高的聚合物聚丙烯腈（Polyacrylonitrile,PAN）是水体中微塑料污染风险的重要来源.     

典型耕地土壤有机氯农药残留特征、来源解析及风险评价

2019年6月采集某典型耕地土壤样品39个,利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析其有机氯农药的含量,探讨该地区六六六（HCHs）和滴滴涕（DDTs）的残留水平、来源;采用美国EPA推荐的健康风险评价方法对研究区 HCHs 和DDTs 进行健康风险评价. 结果表明,HCHs 和 DDTs含量范围（平均值）分别为5.57—77.83 ng·g^-1（45.35 ng·g^-1）和1.20—154.58 ng·g^-1（119.76 ng·g^-1）;相比国内外其他地区,研究区土壤OCPs含量处于较高水平;基于比值法结果判断,该区域HCHs主要为工业HCHs和林丹使用的混合输入,DDTs与三氯杀螨醇输入有关;健康风险评价表明,皮肤接触土壤OCPs 是成人的最主要暴露途径;非致癌风险值（10^-13—10^-3）低于阈值（1）,而致癌风险值（10^-9—10^-6）高于界值（10^-6）.     

烟花爆竹燃放事件对宝鸡市空气质量的影响及健康风险评估

基于宝鸡市2020年春节期间高时间分辨率大气颗粒物及主要化学组分数据（包括PM₁₀、PM_2.5、水溶性离子和重金属元素等）,针对燃放烟花爆竹对关键污染组分的影响及重金属呼吸暴露健康风险评价进行了分析. 结果表明,烟花爆竹燃放期和非燃放期PM_2.5质量浓度均值分别为168.6 μg·m⁻³和125.4 μg·m⁻³. 其中浓度升高较为明显（增长倍数>1）的组分为Mg²⁺、Ba、K和K⁺,从非燃放期的71.1、16.7、980.0 ng·m⁻³和1.26 μg·m⁻³,升高至609.0、140.7、2907.6 ng·m⁻³和2.61 μg·m⁻³. 相较于非燃放期,燃放烟花爆竹期间SO₂和NO₂二次无机转化提高,酸性离子SO₄²⁻和NO₃⁻含量更为丰富;二次无机离子在细颗粒物中的占比由非燃放期39.7%增高至燃放期45.0%. 相关性分析可以发现,Al、Mg²⁺、K⁺、K和Ba等组分燃放期相关性明显升高,但是有一部分组分（如Sb、Ca、As等）相关性却降低,这归因于烟花添加物质不同. 利用健康风险评估模型,发现重金属非致癌风险呈现出儿童>成年男性>成年女性,风险值均小于1,说明对人体健康影响较小;而重金属致癌风险呈现：成年男性>成年女性>儿童,多种重金属元素暴露的致癌风险在10⁻⁶—10⁻⁴之间,存在一定的致癌风险. 烟花爆竹燃放不仅会引起空气质量恶化,还会对人体造成一定的危害. 因此,烟花爆竹禁燃对改善城市空气质量至关重要.     

长期施用牛粪对褐土抗生素抗性基因多样性的影响

为探明长期施用牛粪对土壤抗生素抗性基因多样性的影响,以山西寿阳褐土长期定位试验为依托,选择5个施肥处理：CK(不施肥)、N₂P₁M₁(N：120 kg·hm^-2;P：37.5 kg·hm^-2;牛粪：22 500 kg·hm^-2)、N₄P₂M₂(N：240 kg·hm^-2;P：75 kg·hm^-2;牛粪：45 000 kg·hm^-2)、N₃P₂M₃(N：180 kg·hm^-2;P：75 kg·hm^-2;牛粪：67 500 kg·hm^-2)和N₀P₀M₆(牛粪：135 000 kg·hm^-2),采集玉米生长中期耕层(0～20 cm)土样,通过高通量实时荧光定量聚合酶链式反应,对土壤中的抗生素抗性基因(antibiotics resistance genes, ARGs)、可移动遗传元件及相关分类学基因等,共384个基因进行定量检测,分析其多样性及其与土壤理化因子的相关性。结果表明,随着牛粪施用量的增加,ARGs相关基因多样性逐渐增加,5个处理共有的ARGs相关基因亚型有64个,N₀P₀M₆处理特有ARGs相关基因亚型有21个,显著高于其他处理,各处理中含量最高的ARGs相关基因亚型为：AAC(6’)-Im、ANT(4’)-Ia、aadA5、AAC(3)-Via和copA;各处理中含量最高ARGs家族类型为氨基糖苷类、多药类、四环素类、氟喹诺酮类、大环内酯类-林可霉素类-链阳性霉素B类(MLSB)抗生素;不同处理间ARGs相关基因亚型的β-多样性差异显著,冗余分析表明,对ARGs差异影响最大的环境因子是pH、全氮和有机质。综上,畜禽粪肥还田虽然可以提升土壤肥力,促进作物生长,但同时也会造成ARGs的扩散和传播,今后的农业生产中需综合考虑环境生态效益,加大有机肥无害化处理力度,从而控制ARGs的环境风险。     

臭氧催化氧化含AOX染料废水的效能与风险评估

针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性。结果发现,MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6%,较O₃工艺提高了39.8%;向O₃和O₃/H₂O₂体系加入MnO_x-GAC不利于去除卤代有机物,而向O₃和MnO_x-GAC/O₃体系加入H₂O₂能增强对卤代有机物去除效果。通过对物质定性分析,发现MnO_x-GAC/O₃和MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺对O₃体系难以去除的类蛋白物质和小分子代谢产物具有更好的去除效果。尤其以MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺去除效果最佳,能够去除大部分卤代芳香族化合物,同时有效减少卤代副产物的生成。对自由基进行定量分析,发现添加MnO_x-GAC或H₂O₂均可以增加体系中·OH含量,进而增强氧化能力。此外,添加MnO_x-GAC可以提高O^-₂·自由基含量,但添加H₂O₂会降低O^-₂·自由基含量。出水生物毒性分析结果显示只有O₃/H₂O₂和MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺出水对蛋白核小球藻和青海弧菌Q67生物毒性有所降低。因此,综合考虑污染物去除效果和出水生物毒性变化,MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺处理染料废水效能最高,并且能够有效降低出水生物毒性,为难降解染料废水的减毒处理提供了解决方案。