磺胺类抗生素污染途径及对蔬菜品质影响的研究进展

司雄元+孙敏+施成诚+徐慧敏+檀华蓉

摘 要：随着磺胺类抗生素（SAs）的生产量和使用量的逐年增加，大量的SAs进入到环境中，造成水体和土壤的抗生素污染，并且环境中的抗生素也引发了诸多健康与安全问题。该文综述了我国磺胺抗生素的使用及污染特点，对磺胺类抗生素的污染来源和污染途径，以及其对农作物生理和生长的影响进行了分析。

关键词：磺胺类抗生素；蔬菜；吸收

中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）20-0040-03

Environmental Behavior of Sulfa Antibiotics （SAs） and its Effect on Vegetable Quality

Si Xiongyuan1，2 et al.

（1Biotechnology Center，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China；2College of Resources and Environment，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract：With the production and usage of sulfa antibiotics （SAs） increasing year by year，large numbers of SAs have entered the environment，causing water and soil pollution，and lead to many health and safety problems.In this paper，the use and pollution characteristics of SAs in China were reviewed，the source and pollution path of sulfa antibiotics were analyzed，and the effects of sulfa antibiotic on crop physiology and growth were introduced.

Key words：Sulfa antibiotics （SAs）；Vegetable；Absorption

磺胺类抗生素（Sulfonamides，SAs）是一种重要的人工合成人兽共用抗菌药物，具有对氨基苯磺酞胺结构[1]。磺胺类药物可通过与对氨基苯甲酸竞争结合二氢叶酸合成酶，干扰细菌酶系统利用对氨基苯甲酸，阻断四氢叶酸的合成，从而抑制细菌的生长[2]，具有抗菌广谱性、使用方便性、成本低、毒性小、口服吸收迅速以及对疗效好等优点[3]，是抗生素类药物最常见的种类之一。自1932年发现磺胺的基本结构后，已合成数千种磺胺类药物[3]，磺胺类药物化学性质较稳定，在水中溶解度较低，形成钠盐后易溶于水且溶液呈碱性，因含芳伯氨基和磺酞氨基呈酸碱两性，可溶于酸性和碱性溶液[2]。

1 磺胺类抗生素的使用现状及特点

抗生素被大量用于人和动物的疾病治疗，同时以亚治疗剂量长期添加于动物饲料中预防疾病和促进动物生长[4]。磺胺类药物已被频繁用于畜禽养殖和水产养殖等领域，磺胺类原料药的1/3用于制备兽药[5]。据报道，磺胺类药物在美国占抗生素使用总量的2.3%[6]，而其在欧洲占11%～23%[7]。我国是抗生素生产量和使用量最大的国家，而其中磺胺类抗生素是使用量最大的抗生素之一，20世纪80年代磺胺类药物的产量为5000t，1998年為10164t，2003年突破了20000t，之后呈逐年增加的趋势[8，9]。张倩倩[10]等调查了2013年我国不同地区磺胺类抗生素的使用情况，结果显示，东部地区（2270t）>北部地区（1660t）>中部地区（1530t）>西南地区（1390t）>南部地区（596t）>东北地区（300t）>西北地区（180t）。磺胺类抗生素约占总抗生素用量的5%，主要的磺胺类抗生素的种类与使用量如表1所示。

2 磺胺类抗生素污染来源和污染途径分析

目前，环境中SAs被频繁检出，它可以通过各种途径进入水体。SAs用于水产养殖业，施用后一部分直接污染水体，而另一部分被水产动物摄取后又以母体或代谢物的形式排出体外污染水体[11]；另一方面，工厂及畜禽养殖场向周边水体中排放含有磺胺类抗生素的废水，由于磺胺类在土壤中的低吸附系数，其还可以通过渗透或地表径流等方式迅速进入到地下水和地表水中[12]。

磺胺类抗生素被频繁应用于畜禽、水产养殖业，动物服用磺胺类抗生素后约45%～90%会以母体药物和代谢药物的形态随动物尿粪排出体外[13]。研究发现，南京、上海、广州等地的有机蔬菜基地和普通蔬菜基地土壤均检出有不同程度的SAs残留，有机污染物物基地重金属、农药的污染要远低于普通蔬菜基地，但是由于大量施用畜禽粪便而导致各种抗生素的检出[14]。因此，含有磺胺类抗生素动物粪便的施用可以产生土壤磺胺抗生素残留。

环境中磺胺抗生素的主要来源：（1）生产过程中废弃物；（2）人和动物使用后，SAs以母体或代谢物经排泄进入环境；（3）水产养殖过程中，SAs的直接施用进入环境。

3 磺胺类抗生素对蔬菜生理生长及品质的影响

3.1 蔬菜对磺胺类抗生素的吸收 已有研究表明，蔬菜可以直接吸收生长环境中的SAs，蔬菜对磺胺抗生素的吸收随环境中SAs的浓度增加而增加。金彩霞[15]研究发现养殖场周边土壤中SAs的检出率为100%，蔬菜中磺胺抗生素的检出率为59.1%，不同蔬菜品种的吸附情况不同，蔬菜中SAs的残留总量大小顺序是青菜>油麦菜>白菜>大葱>韭菜>菠菜>苦菊>生菜>萝卜，空心菜、香菜和蒜苗中均未检测出3种SAs残留。Migliore等[16～17]研究了小麦、玉米、豌豆从施有磺胺二甲嘧啶的土壤中吸收磺胺二甲嘧啶的情况，结果发现3种作物对磺胺二甲嘧啶均有吸收累积含量为98.4～281.5mg/kg。Holly Dolliver等发现了莴苣和土豆等对磺胺甲嘧啶均有吸收且含量随着施用粪肥中磺胺甲嘧啶的含量增加而升高[18]。endprint

3.2 磺胺类抗生素对农产品品质的影响 磺胺类药物进入蔬菜中，能影响蔬菜的正常生理和生长，从而降低了蔬菜的营养品质。磺胺嘧啶对白菜和西红柿的根伸长、芽伸长、发芽率均有抑制，且对根伸长和芽伸长的抑制率大于种子发芽[19]。毛蕾[20]发现磺胺间甲氧嘧啶、磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑3种磺胺类抗生素对玉米、蚕豆、小麦3种作物的具有遗传毒性效应。赵保真[21]研究发现土壤磺胺嘧啶浓度达到1mg/kg时，叶片发黄，叶绿素含量最低仅为对照的50%，可溶性蛋白随磺胺嘧啶的暴露时间增加而降低，根系较叶片受损更严重。本课题组研究发现磺胺和磺胺二甲基嘧啶单一和复合污染条件下，小白菜的生理生长均受到影响，其生物量、叶绿素、可溶性蛋白等指标均较下降。

4 结语

综上所述，磺胺类抗生素的大量生产和使用，导致了更多的SAs进入环境中，致使水体和土壤中SAs均有不同程度的检出。土壤和水体中的SAs易被蔬菜从土壤中吸收富集，并进入人类的食物链，被人体吸收后细菌易产生更严重的耐药性；同时，SAs对蔬菜的生理生长均有不同程度的抑制作用，且随污染浓度的增加而越加明显，蔬菜的品质也不断下降。

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