粪源抗生素金霉素和喹乙醇在养殖水体中的残留及对锦鲤的生态毒理效应研究

摘要：用含不同剂量金霉素和喹乙醇的猪粪饲喂锦鲤，分别测定摄食10、20 和30 d 时肌肉组织中抗生素含量、体表和消化道微生物数量，试验结束时对肝脏中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性和脂质过氧化物丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量进行了测定。结果表明，猪粪中金霉素和喹乙醇在养殖水体中溶出存在较大差异，从试验第1 d 到结束养殖水体中喹乙醇浓度Ⅲ和Ⅳ组分别为0.05~0.32 mg·kg-1 和0.12~0.70 mg·kg-1，锦鲤肌肉组织中喹乙醇浓度Ⅲ和Ⅳ组在试验的10、20 和30 d 分别为1.87、5.25、3.83 mg·kg-1 和2.96、4.33、4.23 mg·kg-1。没有在水环境和锦鲤体内检测到金霉素。锦鲤体表和消化道微生物随着加样次数增加,数量也急剧上升。猪粪中的成分能显著降低SOD 酶活性，增加MDA 含量，而加入金霉素和喹乙醇也未能使锦鲤肝脏SOD 活性和MDA 含量恢复到机体正常水平。

    畜禽粪含有大量未消化的蛋白质，如干猪粪含粗蛋白质达19%，干鸡粪含粗蛋白质15%~30%，可以为促进鱼类生长提供部分营养。为了降低养鱼成本，世界上许多国家以动物粪便作饲料养鱼的现象非常普遍，这种做法在亚洲尤其是在中国、越南等国家更是由来已久。
    然而，饲料厂和规模养殖场在巨大经济利益的推动下，为了促进动物生长和预防疾病的爆发，普遍的在饲料中添加抗生素。据报道，动物采食后，来自饲料中的抗生素除少部分参与机体代谢发挥药效而残留于动物体内，约有60%~90%以母体或代谢物的形式随粪、尿等排泄物进入环境[1]，对人类和生态系统的破坏是现在国际社会最为普遍关注的社会热点问题[2]。Martinez-Carballo 和Christian 等研究发现，规模化养殖场的动物粪便中土霉素浓度高达29 mg·kg-1，金霉素26 mg·kg-1 [3]，磺胺二甲嘧啶100 mg·kg-1 [4]。刘新程等[5]分析了江苏省181 个集约化养殖场畜禽排泄物样品，其中金霉素最大残留量在71.17~105.75 mg·kg-1。而畜禽粪便中的抗生素经迁移等行为进入土壤其残留量变化可在μg·kg-1~g·kg-1 数量级之间[6-7]，进入土壤的抗生素将影响植物的生长发育[8]。
    畜禽粪便中含有的药物多数半衰期比较长，容易在池塘中蓄积，一些不易被固相吸附的药物，水中浓度较高，容易引起抗生素在鱼体内富集，造成某些药物超标或检出水产品中不得检出的药物，引发食品安全事件。2006 年的“多宝鱼”事件就是由包括硝基呋喃类、氯霉素、红霉素等多种禁用鱼药残留引起的。而且动物肠道微生物和粪便微生物长期暴露于抗生素的选择压下，会诱发耐药菌产生，这种耐药菌可能会感染动物和人，耐药基因也可能会在细菌、动物和人之间传播[9-10]。
    已有的研究多是考虑动物粪便作为鱼料的营养价值和饲喂转化率[11-13]，而很少关心粪便中的重金属、抗生素对水环境中微生态系统的影响和在鱼体内的蓄积污染以及鱼体含有的抗生素能否引发食品安全事件；或者脱离抗生素存在的方式仅研究单独饲喂抗生素对水生生物的生态毒性效应[14-15]，没有考虑抗生素在不同介质中的行为差异导致水环境中残留量变化[16]。
    金霉素和喹乙醇是目前畜禽常用的两种饲用抗生素，喹乙醇是水产养殖中禁用药物。为了研究并掌握施入含有抗生素的动物粪便对鱼的影响，本文将上述两种应用广泛的抗生素加入到猪粪中饲喂锦鲤，通过对养殖水和鱼体中的金霉素和喹乙醇残留富集、微生物污染和肝脏SOD 活性等指标追踪试验，揭示上述测定指标与有抗猪粪之间的关系，为正确评估粪源抗生素对鱼塘水环境和水产品的影响提供理论依据，为进一步研究经畜禽排泄物进入水环境的抗生素对人类健康的影响和危害程度提供基础依据。