海洋所創(chuàng)新構建了我國抗生素生產使用與近海歸宿的耦合關系
近日,中國科學院海洋研究所海洋生源物質循環(huán)與海洋碳匯過程研究組創(chuàng)新構建了我國抗生素生產使用與近海歸宿間的耦合關系,發(fā)現陸源輸入抗生素與近海環(huán)境中的水平與存留量之間有密切關系,為探明抗生素的生產-傳輸-歸宿過程和污染治理提供了重要科學依據。系列研究成果發(fā)表于Continental Shelf Research和Marine Pollution Bulletin上。
氟喹諾酮類(FQs)和磺胺類(SAs)抗生素作為典型的新污染物,因廣泛使用而在海洋環(huán)境中頻繁且高濃度檢出,因其具有強吸附和難降解性,在環(huán)境中持續(xù)累積并帶來潛在生態(tài)風險?,F有的研究多集中于FQs和SAs的環(huán)境分布、生物積累、毒性效應以及潛在風險評估,FQs和SAs生產使用與海洋歸宿間的耦合關系研究仍然缺乏。
研究團隊通過對2005~2020年間中國FQs和SAs的使用量及近海污染水平的系統(tǒng)分析,解析了其在中國近海海水與沉積物中的時空變化特征和主要檢出抗生素的質量存量,在此基礎上,構建了抗生素輸入與海洋歸宿的耦合關系。結果顯示,我國FQs年均使用量超過20000噸,自2013年起呈“先降后升”趨勢,其中諾氟沙星(NOR)、環(huán)丙沙星(CIP)、恩諾沙星(ENR)和氧氟沙星(OFL)為主要使用和檢出組分。在海水和沉積物中分別檢出11種和9種FQs,總濃度范圍為0.2~960 ng/L和0.02~170.18 ng/g。海水中濃度分布表現為渤海>黃?!謻|海>南海,自2013年以來渤海和南海濃度整體下降;沉積物濃度差異不顯著,且相對穩(wěn)定。渤海與黃海的∑FQs存量分別為7.42~671.13噸和7.90~478.23噸,前者反映長期累積,后者更能代表近期輸入。進一步分析表明,∑FQs、NOR和CIP的使用量與近海存量呈顯著正相關,表明NOR和CIP的環(huán)境穩(wěn)定性高于OFL和ENR。
中國近海海水和沉積物中分別檢出22種和17種SAs,磺胺甲惡唑(SMX)和甲氧芐啶(TMP)是檢出頻率和濃度最高的2種SAs,其中有8種SAs同時存在于四個海域。中國近海海水中SAs總濃度范圍為0.12~309.71 ng/L,呈渤海>東海>黃海>南海的分布特征;沉積物中SAs總濃度范圍為0.07~360.4 ng/g,渤海和東海的SAs總濃度均高于黃海和南海,以上可見渤海是我國SAs污染最嚴重的海域。我國SAs使用量自2013年開始呈現下降趨勢,不同海域海水的SAs存量在不同的年度有很大的差異,渤海從3噸到242噸不等,而黃海則從7噸到316噸不等。值得指出的是SAs在渤海和黃海中的存量在近年內發(fā)生顯著下降,其污染程度明顯減輕,這可能與國家管控導致的SAs使用量降低等因素有關。

圖1 我國FQs生產輸入與近海歸宿的耦合機制

圖2 我國SAs輸入與近海的分布與殘留
兩篇論文的第一作者分別為中國科學院海洋研究所戴佳佳副研究員和溫麗聯特別研究助理,通訊作者分別為宋金明研究員和戴佳佳副研究員,馬駿、袁華茂、李學剛、段麗琴、王啟棟等為共同作者,該研究獲得了中國科學院特別研究助理資助項目等的資助。
論文信息:
Jiajia Dai, Jinming Song*, Lilian Wen, Jun Ma, Huamao Yuan, Xuegang Li, Liqin Duan, Qidong Wang. 2025. Sulfonamides as emerging contaminants in China's marginal seas: Distribution, Usage, and Residues. Continental Shelf Research, 295: 105570. https://doi.org/10.1016/j.csr.2025.105570
Lilian Wen, Jiajia Dai*, Jinming Song*, Jun Ma, Xuegang Li, Huamao Yuan, Liqin Duan, Qidong Wang, Chuanting Zhao. 2025. Unveiling the characteristics of fluoroquinolones in China marginal seas: Spatiotemporal distribution, environmental fate, and mass inventory. Marine Pollution Bulletin, 218: 118161. https://doi.org/10.1016 /j.marpolbul. 2025.118161
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