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此外兽药抗生素在畜禽养殖业中以亚治疗剂量长期添加于动物饲料，起到刺激动物生长和促进增产的作用。目前在全球范围内几乎所有地区都采用抗生素来实现增加产量、提高经济效益的目的。然而，研究表明，抗生素药物只有15%可被吸收利用，大约85%未被代谢而被直接排放至环境中。例如，绵羊口服的土霉素中21%通过尿液排出体外，而对于幼牛17~75%的氯四环素未经代谢就以母体化合物的形态被排出体外。到2010年，全国畜禽粪便的排放量将达45亿吨。如此大量的畜禽粪便排放，是构成我国抗生素面源污染的主要原因之一。抗生素在水产养殖中也被广泛使用，近年来公布的数据表明，水产养殖业使用的抗生素仅有20~30%被鱼类吸收，70~80%进入水环境中。因此，水产养殖业中抗生素的大量使用，是抗生素进入水环境的一个重要途径［3］。
1.2 四环素类抗生素的污染现状
四环素类是由链霉菌产生的一类广谱抗生素，在化学结构上都属于多环并四苯羧基酰胺母核的衍生物，可分为天然品和四环素类抗生素，一般通过与核蛋白体的30S亚单位结合，阻止氨酰基tRNA同核蛋白体结合产生药理作用，起到抑菌、杀菌作用。20世纪40年代末、50年代初，金霉素、土霉素和四环素相继从链霉菌发酵液中分离得到，这3种四环素类抗生素都显示了完全的交叉抗性，有着相似的、广泛的抗菌谱，对革兰氏阳性、革兰氏阴性菌、支原体、立克次体和衣原体之类的微生物都有活性。1957年，去甲环素被发现，通过对这些抗生素进行降解研究，人们发现它们具有极为相似的化学结构，有4个环线形相连构成主体骨架，从此“四环素”被看成一类新的抗生素。目前，四环素类抗生素中最主要种类包括四环素、土霉素、金霉素等，其他半合成制取种类主要包括甲烯土霉素、强力霉素、二甲胺基四环素等。
四环素类抗生素在进入人或动物体内后，由于氧化、还原、水解以及共轭接合作用，这些药物形态的改变使其理化性质和生态毒性发生变化，但研究显示，随动物体排出以后，代谢物质可能会恢复为其母体化合物［4］。
在密集型养鱼场，最终有70%~80%药物流入环境之中［5］。在密集型畜牧养殖场这种现象同样严重。有报道显示：土霉素在绵羊粪便中残留21%，金霉素在小公牛粪便中残留17%~75%［6］。Liguoro等［7］以60mg•kg-1•d-1土霉素的量对50头农场喂养的西门塔尔牛进行5 d口服实验，此后对其粪肥中土霉素含量进行测定。结果表明，土霉素在粪肥中的半衰期为30 d，在粪肥熟化5个月后仍然检测到土霉素的残留，含量达到820 μg•k-1。
在德国农业土壤和草原土壤的0~10cm土壤表层中分别检测到含有4 mg•k-1和0.86 mg•k-1的四环素［8］。而在荷兰，有研究推测，如果将荷兰在饲料中添加的所有促生长剂分散在200万hm2的耕地上，那么每平方米的耕地上可能发现130 mg抗生素及其代谢物，与之对应的是每千克干土为0.9 mg。实际上，四环素类抗生素的分布不可能如此均一，因此可以预测，部分地区的局部浓度要高于平均值。即由于抗生素环境浓度预测模型的不成熟，以及抗生素环境分布的变异性，局部地区的浓度真实值可能远大于预测平均值［9］。
由此可见，四环素类抗生素的污染作为一个全球性普遍存在的问题，这类物质一般均具备高生物活性和持久性，这就决定了其必然具有一定的潜在生态环境风险。尤其是随着集约化现代畜禽养殖业的迅速发展，抗生素类药物构成对环境以及对生态系统和人体健康的威胁日益暴露。虽然，人们对药物及个人防护品污染物（PPCPs）等新型污染物造成的生态环境问题给予了越来越多的关注，而作为PPCPs这一大类污染物中的四环素类药物的环境污染方面的研究还相对较少［10～13］，尤其是其污染机理及生态毒性的研究还处于研究的起始阶段。因此，对四环素类药物的生态毒理研究非常必要。
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