海洋所创新构建了我国抗生素生产使用与近海归宿的耦合关系
近日,中国科学院海洋研究所海洋生源物质循环与海洋碳汇过程研究组创新构建了我国抗生素生产使用与近海归宿间的耦合关系,发现陆源输入抗生素与近海环境中的水平与存留量之间有密切关系,为探明抗生素的生产-传输-归宿过程和污染治理提供了重要科学依据。系列研究成果发表于Continental Shelf Research和Marine Pollution Bulletin上。
氟喹诺酮类(FQs)和磺胺类(SAs)抗生素作为典型的新污染物,因广泛使用而在海洋环境中频繁且高浓度检出,因其具有强吸附和难降解性,在环境中持续累积并带来潜在生态风险。现有的研究多集中于FQs和SAs的环境分布、生物积累、毒性效应以及潜在风险评估,FQs和SAs生产使用与海洋归宿间的耦合关系研究仍然缺乏。
研究团队通过对2005~2020年间中国FQs和SAs的使用量及近海污染水平的系统分析,解析了其在中国近海海水与沉积物中的时空变化特征和主要检出抗生素的质量存量,在此基础上,构建了抗生素输入与海洋归宿的耦合关系。结果显示,我国FQs年均使用量超过20000吨,自2013年起呈“先降后升”趋势,其中诺氟沙星(NOR)、环丙沙星(CIP)、恩诺沙星(ENR)和氧氟沙星(OFL)为主要使用和检出组分。在海水和沉积物中分别检出11种和9种FQs,总浓度范围为0.2~960 ng/L和0.02~170.18 ng/g。海水中浓度分布表现为渤海>黄海≈东海>南海,自2013年以来渤海和南海浓度整体下降;沉积物浓度差异不显著,且相对稳定。渤海与黄海的∑FQs存量分别为7.42~671.13吨和7.90~478.23吨,前者反映长期累积,后者更能代表近期输入。进一步分析表明,∑FQs、NOR和CIP的使用量与近海存量呈显著正相关,表明NOR和CIP的环境稳定性高于OFL和ENR。
中国近海海水和沉积物中分别检出22种和17种SAs,磺胺甲恶唑(SMX)和甲氧苄啶(TMP)是检出频率和浓度最高的2种SAs,其中有8种SAs同时存在于四个海域。中国近海海水中SAs总浓度范围为0.12~309.71 ng/L,呈渤海>东海>黄海>南海的分布特征;沉积物中SAs总浓度范围为0.07~360.4 ng/g,渤海和东海的SAs总浓度均高于黄海和南海,以上可见渤海是我国SAs污染最严重的海域。我国SAs使用量自2013年开始呈现下降趋势,不同海域海水的SAs存量在不同的年度有很大的差异,渤海从3吨到242吨不等,而黄海则从7吨到316吨不等。值得指出的是SAs在渤海和黄海中的存量在近年内发生显著下降,其污染程度明显减轻,这可能与国家管控导致的SAs使用量降低等因素有关。

图1 我国FQs生产输入与近海归宿的耦合机制

图2 我国SAs输入与近海的分布与残留
两篇论文的第一作者分别为中国科学院海洋研究所戴佳佳副研究员和温丽联特别研究助理,通讯作者分别为宋金明研究员和戴佳佳副研究员,马骏、袁华茂、李学刚、段丽琴、王启栋等为共同作者,该研究获得了中国科学院特别研究助理资助项目等的资助。
论文信息:
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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