张梨梨 王慧玲
安徽康达检测技术有限公司 241001
摘要
为了解芜湖市及芜湖市典型饮用水源地抗生素污染水平及芜湖市典型饮用水源地抗生素抗性基因丰度水平，本研究采用高效液相色谱串联质谱法分别对芜湖市8个和芜湖市14个饮用水源地水体中的32种抗生素进行检测，为了解抗生素的危害程度（即抗生素抗性基因的污染水平），采用实时荧光定量PCR对芜湖市典型饮用水源地8种抗生素抗性基因进行检测。
关键词：水源地；抗生素；丰度水平；检测
引言
随着人类对抗生素的滥用，越来越多的抗生素流入环境中，并在地表水，地下水中不断积累，通过食物链对动植物和人类产生影响。近几年国际上对环境中抗生素的分布比较重视，各国专家在各种水体中，包括河流、湖泊、甚至饮用水、土壤、沉积物中都有发现抗生素的残留，水环境中抗生素的污染不容忽视[33]。根据各国的研究发现，不同国家，尽管使用抗生素的种类与用量不同，但在不同的环境中，检测出抗生素的污染浓度级别是一样的，均在ng/L~μg/L之间。
1芜湖市水源概况
芜湖市位于安徽省东南部，地处长江下游沿江平原丘陵区，N30o19′-31o34′，Ell7o40′-118o44′，总面积5987平方公里。其地势较平坦，沟渠成网，湖泊星罗棋布，誉为渔米之乡。芜湖地处北亚热带与中亚热带的交接地带，生物气候上的过渡特点十分突出。本区气候总的特点是受东南季风影响，温暖湿润，光照充足，生长季节较长，干湿季节明显。年均温15.7～16.0℃，年降雨量1198～1413 mm，以6月最多，平均200～300 mm，12月最少，仅35～60 mm，无霜期220～240 d，有利于作物生长。本区植被类型以人工栽培为主。地带性植被类型应为北亚热带落叶阔叶常绿阔叶林与中亚热带常绿阔叶林。落叶阔叶树种有枫香、化香、麻栎、栓皮栎、白株与短柄枹。常绿阔叶树种有青冈栋和苦储等。人工林地主要有马尾松林、黑松林和侧柏林等。地势西北部较低为圩区平原和湖洼地，平原上有孤山残丘兀立。东南部较高，为岗地丘陵。丘陇高度一般在海拔100-200米，无为县大工山为芜湖市最高点，海拔675米。岗地海拔高度一般在10-50米，红土组成的岗地多分布于30-50米高度，黄土岗地多在20-30米。西部孤山残丘海拔高度一般在百米以下。圩区平原海拔高度低于10米。不同的地形部位发育着不同的土壤类型。类型复杂多样，有自然土壤，也有耕种土壤。自然土壤有黄棕壤、红壤与石灰土，其中黄棕壤为地带性土壤，石灰土为非地带性土壤。耕种土壤有水稻土和潮土。芜湖城市发展主要是沿长江南北方向和适度的东向发展。同时它作为皖江开发开放的新兴中小城市，亦作为长江的重要港口城市，随着城市化进程的加快，芜湖市土壤环境质量的调查需引起重视。
目前芜湖市下辖县级行政区7个，镜湖区、弋江区、鸠江区、湾沚区、繁昌区、南陵县、无为市。辖区内现有饮用水源地包含市级、县级和乡镇级的共计75个。分布情况是芜湖市市区市级及乡镇级饮用水源地点位9个；湾沚区县级及乡镇级饮用水源地点位2个；南陵县县域内县级及乡镇级饮用水源地19个；繁昌区域内县级及乡镇级饮用水源地3个；无为市市域内县级及乡镇级饮用水源地42。芜湖市市区饮用水源地服务人口218.35万人，湾沚区服务人口15.3万人，南陵县县域服务人口55.1万人，繁昌区服务人口11.08万人，无为市市域服务人口23.63万人。
2材料和方法
2.1采样点的设置
芜湖市水系采样点的选取原则参照国家标准（GB 12998）、国际标准（ISO 5667-1-2006），重点关注芜湖市供水河段、主要水库、饮用水源保护区等典型饮用水源地。考虑到《芜湖市水务发展“十三五”规划》提出全市要以建设安全饮用水源地为重点，全面建成水务综合保障体系。
2.2样品的采集
本研究于2020年10月对芜湖市典型饮用水源地监测位点的水体样品进行了现场采集，
样品采集时严格按照《地表水和污水监测技术规范》（HJ91-2002）规范要求，采样位置和数量根据河宽深而定。当采样位置河宽<50m，只设置一条中泓垂涎；河宽50-100m，在左右两岸有明显水流处各设一条垂线；河宽100-1000m，左中右三条垂线。当采样位置水深小于5m时，只在水面下0.5m处设一个采样点；水深5-10米，在水面下0.5米处和水底上0.5米处采样；水深10-50米，在在水面下0.5米处，水底上0.5米处，水深1/2处采样。
在采集样品的同时，对温度、湿度、采样点、经纬度、采样体积、水样的感观等内容，均做出详细的记录。每个样品都贴上标签，标签编号为QY+年+月+日+各区（县）+批次，例如：QY20170920-YD01，表示2017年9月20日英德1号点位。
为保证样品的代表性和有效性，真实客观反映样品水质情况，采集后的样品按照《水质样品的保存和管理技术》（HJ493-2009）规定，根据不同的分析要求分别加入保存剂，对每一份样品都附上一张完整的水样标签，避光冷藏密封
主要饮用水源保护区抗生素含量水平分析3个主干流饮用水源地共检测出11种抗生素，包括4种磺胺类、5种氟喹诺酮类和2种其他类抗生素。其中，氟喹诺酮类诺氟沙星、氧氟沙星检出率最高，丰水期与枯水期均为100%，诺氟沙星丰水期最高浓度为11.61ng/L，而枯水期最高浓度为28.66ng/L远高于丰水期浓度；其他类抗生素甲氧苄啶检出率也是均为为100%，其他几种抗生素检出率相对较低，环丙沙星、嗯诺氟沙星、沙拉沙星及磺胺二甲嘧啶在丰水期均为检出，但是在枯水期均有不同程度的检出，从图中可以看出每一种每个饮用水源地丰水期的总抗生素浓度均低于枯水期抗生素总浓度，其对小清河抗生素污染水平研究的结果显示枯水期、平水期、丰水期小清河干流抗生素总浓度分别为335.5ng/L、151.9ng/L、63.81ng/L；从丰水期数据看，YY-1所检出的抗生素在
YY-2能同步检出，其中林可霉素、诺氟沙星、氧氟沙星浓度大于支流。YY-1、YY-2未检出的磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑在
YY-3位点中被检出。从枯水期数据看，YY-2除环丙沙星、磺胺间甲氧嘧啶未检出外，其余
9种抗生素均能被检出，YY-2、YY-3支流检出抗生素的种类明显比YY-1干流多，并且浓度均大于干流，这可能跟枯水期江流流量小，流速缓慢有关。
3芜湖市典型饮用水源地抗生素抗性基因污染特征研究
3.1ARGs的检出率与丰度水平
点位ARGs的绝对丰度(单位copies·L-1)与p H、DO值。磺胺类的sul1、sul2，检出率达到100%，sul3的检出率也达到85.7%，这表明东江下游水源地普遍受到磺胺类抗生素的污染。四环素类的tet G检出率100%，其次为tet O、tet M检出率达为92.9%，tet Q的检出率略低为64.3%，大环内酯类erm B的检出率最低只有50%。ARGs检出率反映了水体受抗生素污染的种类有所不同，磺胺类和四环素类ARGs的高检出率与文献报道东江抗生素污染种类相吻合。
sul1的丰度水平最高，其绝对丰度范围为2.37×107～4.79×108
copies·L-1
，sul2、tet O、tet G三中ARGs的丰度水平相对较高，处于103～105
copies·L-1，tet M与erm B的丰度水平相对较低，在103～104
copies·L-1之内，sul3的丰度水平最低，仅达到102～103
copies·L-1级别，远低于sul1与sul2的丰度水平，这可能与sul3的检出率比较低有关。这表明作为饮用水源地的严格的保护制度和措施还是有助于减少抗生素的污染。
4结论
芜湖市典型饮用水源地别分为三种类型。在主要饮用水源保护区水体中共检测出11种抗生素。抗生素总浓度水平在时间上是丰水期低于枯水期。丰水期与枯水期三种抗生素诺氟沙星、氧氟沙星、甲氧苄啶在3个饮用水源保护区中均被检出，其中丰水期氧氟沙星的总浓度最高，浓度范围为10.96~16.8 ng/L；枯水期诺氟沙星的总浓度最高，其浓度范围为13.49~28.66 ng/L。这可能与枯水期水量少，抗生素总量变化不大有关。
（4）芜湖市典型饮用水源地抗生素检测结果显示其抗生素污染浓度水平处于低浓度水平，其抗生素浓度水平均与周围人为活动有关，为使抗生素浓度水平能得到有效的降低，建议相关部门加强对抗生素髙用量企业抗生素使用量与含有抗生素废水处理的管控，尽量减少抗生素污染物进入水环境中的含量。
参考文献
[1] 李辉, 陈瑀, 封梦娟,等. 南京市饮用水源地抗生素污染特征及风险评估[J]. 环境科学学报, 2020, v.40(04):123-131.
[2] 谢全模, 陈云, 万金泉,等. 东莞市饮用水源地中抗生素分布特征及风险评价[J]. 环境科学学报, 2020, 40(1):166-178.
[3] 谢春生, 杨舒婷, 魏强,等. 肇庆星湖抗生素污染特征分析及风险评价研究[J]. 环境与健康杂志, 2019(5).
[4] 廖杰、魏晓琴、肖燕琴、李青松、范洪勇、刘学军、庄马展、刘超翔. 莲花水库水体中抗生素污染特征及生态风险评价[J]. 环境科学, 2020, v.41(09):205-211.
[5] 王敏, 黄晨, 隋蕾,等. 兴庆湖中典型抗生素污染特征及其生态风险评价[J]. 西安理工大学学报, 2020, v.36(01):20-27.
[6] 方昊, 余军楠, 王智峰,等. 江苏典型中华绒螯蟹养殖区抗生素污染特征与生态风险评估[J]. 生态与农村环境学报, 2019(11):1436-1444.
[7] 杨俊, 王汉欣, 吴韵斐,等. 苏州市水环境中典型抗生素污染特征及生态风险评估[J]. 生态环境学报, 2019, 28(02):149-158.
[8] 麦永乐. 东江东莞段表层水体抗生素污染特征与风险[J]. 广东化工, 2020, v.47;No.420(10):21+34-35.