《Environmental Pollution》：Ecotoxicity of four prevalent antibiotics to saltwater species and their ecological risks in global estuaries
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Racliffe Weng Seng Lai、Qiong Luo、Demilade T. Adedipe、Guang-Jie Zhou、Kenneth Mei Yee Leung
澳门大学科学技术学院区域海洋中心与海洋科学技术系，中国澳门999078
摘要
河口地区是上游淡水
Racliffe Weng Seng Lai、Qiong Luo、Demilade T. Adedipe、Guang-Jie Zhou、Kenneth Mei Yee Leung
澳门大学科学技术学院区域海洋中心与海洋科学技术系，中国澳门999078
摘要
河口地区是上游淡水支流与海洋系统交汇的地方，也成为人为污染物的积聚热点。随着抗生素使用的增加，人们对这些污染物在河口环境中造成的危害日益关注。降低风险和管理污染物的策略依赖于水质基准。然而，由于缺乏用于构建物种敏感性分布（SSD）模型的海水生态毒性数据，目前还缺乏针对抗生素的海水基准。本研究评估了四种常见抗生素（四环素、氧四环素、磺胺甲噁唑和诺氟沙星）对八种海水生物的生态毒性，生成了新的数据以利用SSD方法推导出可靠的海水预测无效应浓度（PNECs）。同时，还评估了这些抗生素在全球河口中的生态风险。结果表明，这四种藻类对四环素、氧四环素和磺胺甲噁唑具有较高的敏感性（EC50：8.34 – 30.13 mg/L），而对诺氟沙星的敏感性较低。轮虫和桡足类动物的敏感性则有所不同（LC50：7.24 – 139.10 mg/L），而鱼类则对这四种抗生素都具有耐受性。基于推导出的慢性海水PNECs进行的风险排序为：氧四环素（PNEC：0.05 mg/L）＞磺胺甲噁唑（0.07 mg/L）＞四环素（0.08 mg/L）＞诺氟沙星（0.09 mg/L）。尽管生态风险评估显示这些抗生素在大多数全球河口中的风险非常低，但仍有一些河口（n = 15，主要集中在亚洲和非洲）的风险为低到中等。本研究为四种广泛使用的抗生素建立了重要的海水生态毒性数据，为制定临时海水质量标准提供了依据，并及时概述了它们在全球河口中的生态风险，有助于加强全球河口抗生素污染的风险管理。
引言
2023年，抗生素的日规定剂量（DDD）达到了493亿剂，并预计如果不采取干预措施，到2030年将增加52.3%，达到751亿剂（Klein等人，2024年）。使用的抗生素通过尿液和粪便排出，而传统的废水处理过程只能部分去除它们（Baladi等人，2022年）。加上来自农田和水产养殖场的直接排放，这些持续的影响使得抗生素在环境中无处不在（Christou等人，2017年）。河口在支持沿海生物多样性方面具有重要作用，但由于靠近人口密集的城市区域，容易受到大量人为污染物的影响，包括抗生素（Adedipe等人，2024年）。然而，大多数国家尚未为抗生素制定专门的海水质量标准，因此这些宝贵的生态系统面临潜在风险（Chen等人，2024年；Farzana等人，2020年）。
对于抗生素的生态风险评估，需要关键的基准指标，如x%物种的毒性浓度（HCx；即保护（100 – x）%物种的水平）和预测无效应浓度（PNEC）。与评估因子（AF）方法相比，物种敏感性分布（SSD）模型通过从多种物种中推导出安全阈值，提供了一种更可靠的替代方法（Han等人，2021年）。SSD模型的精确度本质上取决于SSD的标准差（反映物种对污染物的敏感性差异）和样本大小（Kamo等人，2022年）。一项先前的研究表明，估计可能需要至少10种物种的样本量才能达到统计稳定性（Wheeler等人，2002a）。然而，往往缺乏海水生态毒性数据（Farzana等人，2020年；Wheeler等人，2002b）。现有研究通常依赖于来自淡水物种或淡水和海水物种组合的SSD来制定非特定的临时水质标准（Adedipe等人，2024年；Chen等人，2024年；Han等人，2021年）。然而，Wheeler等人（2002b）发现海水物种对农药和麻醉化合物更敏感，而淡水物种对氨和金属更敏感。Yanagihara等人（2022年）得出结论，淡水和海水物种的敏感性存在差异，其SSD均值和HC5值相差多达10倍。这些敏感性差异引发了人们对上述非特定方法保护河口和海洋生态系统效果的担忧，需要进一步关注海水物种的研究。
章节片段
化学制剂
四种抗生素——四环素、氧四环素、磺胺甲噁唑和诺氟沙星——购自Sigma-Aldrich或Toronto Research Chemicals（表A.1）。其储备溶液是通过将化学物质溶解在高压灭菌的f/2培养基中（用于藻类生物测定）或过滤后的人工海水（FASW，由美国Instant Ocean公司提供）（用于动物生物测定）后进行超声处理制备的。这四种抗生素的浓度均调整至其最大值
结果与讨论
测试抗生素对测试海水藻类和无脊椎动物的剂量-反应关系见图1，原始毒性数据见附录B。未观察到鱼类O. melastigma出现急性死亡或发育影响。抗生素溶液的测量浓度见表A.2。总体而言，测量得到的初始浓度与标称浓度相符（86.6 – 97.6%）。24小时后，除四环素外
结论
本研究为四种常见抗生素（四环素、氧四环素、磺胺甲噁唑和诺氟沙星）在八种海水生物中的生态毒性提供了新的数据。总体而言，藻类对四环素、氧四环素和磺胺甲噁唑的敏感性较高，而两种测试用的桡足类动物对诺氟沙星的敏感性较高。鱼类O. melastigma对所有测试用的抗生素都具有耐受性。比较它们的HC10值后发现，海水物种的敏感性普遍较低
作者贡献声明
Qiong Luo：撰写 – 审稿与编辑、调查。Racliffe Weng Seng Lai：撰写 – 初稿撰写、方法论设计、调查、资金获取、正式分析、数据管理、概念构思。Guang-Jie Zhou：撰写 – 审稿与编辑。Demilade T. Adedipe：撰写 – 审稿与编辑、调查。Kenneth Mei Yee Leung：撰写 – 审稿与编辑、资金获取、概念构思。
未引用的参考文献
OECD, 2013; OECD, 2019
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文工作的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了香港特别行政区研究资助委员会研究影响基金（R1038-25）、香港城市大学（9380128）以及香港特别行政区创新与技术委员会资助的海洋环境卫生国家重点实验室（9448002）的支持。此外，还得到了中国澳门特别行政区科学与技术发展基金（项目编号0136/2022/A）的支持。RWSL也得到了相关方的支持
