全 文 :兽药的生态毒理及其对环境影响的研究进展 3
刁晓平1 ,2 孙振钧1 3 3 沈建忠1
(1 中国农业大学资源与环境学院 ,北京 100094 ;2 海南大学 ,海口 570228)
【摘要】 药物在环境中的转归和对生态环境的潜在影响已成为国际上研究的热点. 兽药以原形或代谢产
物形式经畜禽粪尿排出体外 ,沿不同的路径进入环境. 在各种环境因素的作用下 ,通过不同的方式发生转
归.环境中的兽药不仅可以影响不同的生物种群 ,而且通过不同生物间的关系 , 影响生态系统. 就兽药在
环境中的染毒线路、转归、兽药对环境生物 (动物、植物、微生物) 和土壤过程的影响等方面进行了论述 ,并
简述了药物环境风险评估的重要性.
关键词 兽药 生态毒理 环境影响
文章编号 1001 - 9332 (2004) 02 - 0321 - 05 中图分类号 X17115 文献标识码 A
Research advance in ecotoxicology and environmental impact of veterinary medicines. DIAO Xiaoping1 ,2 ,SUN
Zhenjun1 ,SHEN Jianzhong1 (1 Resources and Envi ronmental College , China A gricultural U niversity , Beijing
100094 , China ;2 Hainan U niversity , Haikou 570228 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . , 2004 ,15 (2) : 321~
325.
Veterinary medicines or their metabolites could be discharged to the environment through different exposure
routes , and had potential impacts to ecosystem in different levels , including individual , population , community
and ecosystem. Their fate and potential impact have been widely researched in the world. This paper reviewed
their exposure routes , fate in the environment , and impact on organisms in soils and waters and on soil process2
es. The significance of their environmental risk assessment was also analyzed.
Key words Veterinary medicines , Ecotoxicology , Environmental impact .
3 国家重大基础研究前期研究专项 (2002CCA00800) 、国家自然科学
基金重大资助项目 (30130140) .3 3 通讯联系人.
2003 - 06 - 06 收稿 ,2003 - 10 - 08 接受.
1 引 言
长期以来 ,兽药在保障动物健康 ,提高畜禽生产力 ,促进
畜牧业发展 ,改善人民生活水平等方面起了重要的作用. 随
着集约化畜牧业的发展 ,家畜的疾病也越来越复杂 ,兽药和
饲料添加剂的使用量也日渐增加. 在丹麦 ,每年兽药和饲料
添加剂的消费总量为 165 t ,其中 100 t 作为猪场的促生长调
节剂 ;45 t 为治疗性药物 ;10 t 用于集约化渔场 ;13 t 用于家
禽的球虫防治[37 ] . 在德国 ,每年处方药物的用量达 100 t . 欧
共体每年抗生素的消耗量达 5 000 t ,其中四环素的用量达
到 2 300 t [16 ] . 兽药和饲料添加剂的大量使用 ,带来了两种负
面影响 :一方面是大量外源性化学物 (xenobiotics) 进入畜产
品中 ,使动物性食品中药物残留越来越严重 ,对人类的健康
和公共卫生构成威胁 , 这包括对消费者的直接毒性作用 ,如
引起急慢性毒性作用、过敏反应、激素样作用及致畸、致癌和
致突变作用. 抗菌药物残留会造成病原菌的耐药性增加 ,并
对人类胃肠道正常菌群产生不良的影响 ,致使正常菌群平衡
被破坏 ,而有些致病菌可能大量繁殖 ,从而危害人类健康 ,也
增加了人类疾病的治疗难度. 另一方面 ,各类大型养殖场的
动物使用兽药和添加剂后 ,大部分以原药和代谢产物的形式
经动物的粪便和尿液进入生态环境中 ,对土壤环境、表层水
体等生态环境带来不良影响 , 并通过食物链对生态环境产
生毒害作用 ,影响其中的植物、动物和微生物的正常生命活
动 ,最终将影响人类的健康 ,其不良后果不容忽视. 由于大
量抗生素和化学药品的使用 ,环境中药物种类逐年增加. 以
丹麦为例 ,1996 年 ,在自然环境样本中检测到 25 种药物 ;
1999 年 ,这个数字上升到 68 种. 由于新药的不断出现 ,这个
数目仍然有增加的趋势 [18 ] ,这意味着药物对环境的影响已
接近于农药. 在德国的 40 条河流中 ,检测发现有 31 种药物
和 5 种代谢产物存在于水体中 ,残留药物的最高浓度为 6. 3
μg·L - 1 ,并在饮水中检测到 9 种药物 [20 ] . 因此 , 药物在环境
中的转归和对生态环境、生物的潜在毒性已成为国际上研究
的一个热点[14 ,21 ] ,并成为全球环境科学家关注的主要问题.
目前我国对兽药的生态毒理及药物在水生环境和陆生环境
中的蓄积、转移、转化以及对各种生物的影响 ,还缺乏系统的
研究 ,在相关的研究领域仍有许多空白 ,与国际上特别是西
欧发达国家相比 ,仍然有许多差距 [7 ] . 本文就兽药在环境中
的染毒路线、转归及对环境生物的主要影响进行了论述 ,并
对药物的环境风险评估的重要性和评估模型进行了阐述 ,以
引起人们对兽药的生态毒理和环境影响的关注和重视.
2 兽药在环境中的染毒路线
兽药主要指用于家畜 (禽) 、宠物、野生动物和水产动物
应 用 生 态 学 报 2004 年 2 月 第 15 卷 第 2 期
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb. 2004 ,15 (2)∶321~325
的各种药物 ,主要有抗生素、抗寄生虫制剂、激素及其他促生
长调节剂. 它可以分为治疗性药物和预防性药物 ,后者主要
用于饲料添加剂. 药物是具有生物活性的化学物质 ,它们具
有生物功能 ,能治疗和预防疾病. 这就暗示 ,药物也能妨碍特
异性的生物系统 ,如受体或特异性的酶系统. 与大多数广泛
使用的其它化学物质 (农药、化肥等) 相比 ,排入环境中的药
物总量是相当低的. 当药物浓度很低时 ,它们对环境不会造
成太大的影响. 排入环境中的药物蓄积到一定浓度时 ,就会
对环境造成危害. 粪便中的抗生素可以扩散到几十公倾的农
田 ,并通过土壤淋洗作用进入河流或湖泊.
药物进入环境的途径主要有三方面 : 1) 随动物粪尿排
出体外 ,如果将粪便直接用作肥料 ,其中的药物会对土壤生
物产生负面影响 ,从而影响土壤生态系统 ;2) 由于土壤的淋
洗作用 ,药物或其代谢产物在土壤中迁移 ,使地下水受到威
胁 ,影响土壤和水生环境中的生物 ;3) 渔场中使用的大部分
具有防御作用的饲料和添加剂 ,将直接排入水中 ,影响水生
生物 ;渔场的污泥常被用做土壤调节剂 ,其中含有的药物最
终也将进入农业生态系统 ,并产生与促生长调节剂和治疗性
药物同样的转归[19 ] . 据文献报道 ,在荷兰 ,如果将每年消耗
的促生长调节剂用于 200 ×104 hm2 的耕地 ,每年每平方米
耕地将承载 130 mg 的抗生素及其代谢产物 ,土壤表层药物
的含量将达到 0. 87 mg·kg - 1 [20 ] .
一般来讲 ,药物的转移路线对估计环境的承载力是非常
重要的. 因为对农药来讲 ,药物的剂量和处理时间与环境的
承载力有关. 同一药物可以治疗不同动物的疾病 ,但不同动
物所使用的药物剂量和治疗时间不一 ,再加之药物的转移线
路不同 ,所以它们将对环境造成的影响也不同. 图 1a 显示了
兽药在环境中预期的转移路线 [21 ] .
图 1 兽药在环境中预期的染毒路线
Fig. 1 Anticipated exposure routes of veterinary drugs in the environ2
ment
1. Drugs used in fish farm ,2. Drugs used for therapeutical treatment of
livestock ,3. Drugs used as feed additive ,4. Local water treatment plant
as fish farm , 5. Drugs disposal on agricultural field with urine and dung ,
6. Manure tank , 7. Ground water , 8. Sludged dispersed on field , 9.
Leaching ,10. Aquatic environment ,11. Effect on terrestrial organisms ,
12. Effects on aquatic organism.
3 兽药在环境中的转归
进入环境中的兽药 ,在对环境产生影响的同时 ,也受环
境中各种物理、化学和生物等因素的作用 ,在环境中产生不
同的转归. 药物在环境中的转归有以下几种形式 :1) 生物降
解.药物或其代谢物被微生物分解为二氧化碳和水 ,例如阿
斯匹林. 2)与沉积物结合. 药物或其代谢物与其他物质结合 ,
并保持在污泥中 ,例如土霉素. 假如污泥被作为土壤调节剂 ,
药物将扩散进入农田. 3) 药物或其代谢物永久存在 ,同时具
有极性 ,不与固相结合 ,它们易对水生生态系统构成威胁 [32 ].
药物的转归还与药物的亲脂性 ,药物与污泥、土壤结合
的能力有关. 药物分子有许多功能组团 ,如羧酸、醛、胺类. 这
些物质与固相分子结合的能力取决于固相的 p H 和其他成
分.能与离子结合的药物将在污泥中长期存在. 假如污泥被
作为土壤调节剂 ,药物将扩散进入农田并与其中的固相物质
结合 ,从而影响土壤生态环境. 还有部分药物不与固相物质
结合 ,它们及其代谢物具有极性 ,在污水处理厂中不产生降
解 ,很容易到达水环境. 药物在土壤中的迁移还会对地下水
构成威胁. 药物在土壤的淋洗作用下被淋洗到附近的河流
中 ,最终将影响河流及海洋生态系统中的有机生物 [21 ] . 由于
不同的药物其性质、代谢途径及使用剂量不同 ,它们在环境
中的转移也不一样. 0. 1~1 mg·kg - 1阿维菌素在土壤中的半
衰期为 14~28 d ;50 mg·kg - 1阿维菌素在土壤中的半衰期为
28~56 d. 土霉素在厌氧条件下 ,半衰期为 9 d ,而在表面沉
积物中半衰期长达 30~142 d. 泰乐菌素通过生物降解 ,在
20~30 ℃条件下快速失活 . 呋喃唑酮在表面沉积物中 ,半衰
期为 50 h 到 2 个月[14 ] . 在海洋浴场使用土霉素后 ,半衰期为
87~144 d ,即使在低浓度下也能存在很长时间 [34 ] .
吸附是环境中兽药迁移的重要过程. 它反映了化学物质
与土壤沉积物相互作用和发生的规律 ,并可预测兽药对环境
影响的大小 ,为兽药的环境风险评估提供依据. 不同的兽药
吸附能力是不一样的 ,与土壤类型、PH 值和药物的生理和化
学特性有关. 例如 , 土霉素在不同类型的土壤中均有较强的
吸附 ,在沙壤和粘沙壤中的分配系数分别为 417 和 1 026 ,泰
乐菌素的吸附与土壤的粘性密切相关. 利用土柱淋溶实验来
研究药物的迁移率 ,结果发现土霉素和泰乐菌素的迁移率较
低 ,60 %~80 %的泰乐菌素在粘沙壤组成的土壤柱中的移动
距离为 5 cm ,而在沙壤中的移动距离则可达到 25 cm[31 ] . 土
霉素、泰乐菌素在粪中的吸附能力也很强. 土霉素在粪中的
吸附与二价离子 (Mg2 + 、Ca2 + ) 的结合力有关 ,喹乙醇、甲硝
哒唑在粪中的结合力较弱 [25 ] . 伊维菌素与土壤有机物质有
很高的亲和力 ,在土壤中的移动能力有限 ,因此易在土壤中
蓄积[13 ] . Heberer 等[15 ]报道 ,痛可宁、去氧苯巴比妥、碘酸盐
等药物可以通过土壤淋洗而进入地下水层 ,从而导致地下水
污染. 在动物养殖场污水处理池中 ,红霉素、罗红霉素和磺胺
甲恶唑浓度达 6μg·L - 1 ,四环素、青霉素类药物的浓度分别
达到 50 和 20 ng·L - 1 . 药物在环境中的稳定性依赖于环境条
件.在冬季 ,伊维菌素在粪便土壤混合样中降解缓慢 ,需要
223 应 用 生 态 学 报 15 卷
90~240 d ;而在夏季由于光解作用 ,其降解速度加快 ,仅需 7
~14 d[13 ] .
4 兽药对环境生物的影响
药物对环境的影响表现在以下几个方面 :1)从个体生命
史上影响生物种群水平 ,如出生率、种群数量、生长状况、死
亡率等 ;2)通过植物、微生物、真菌的相互作用 ,影响生物群
落 ;3)从有机物的分解和营养循环等方面影响生态系统 ;4)
改变植物和土壤的空间异质、土壤中物质和营养的转移以及
营养物质中水分的转移 ,从而影响生物圈 [11 ] .
411 兽药对陆生动物的影响
近二三十年来 ,随着化学药品 (如杀虫剂、杀菌剂、除草
剂等)在农业生态系统中的大量使用和城市工业固体废弃物
的大量排放 ,土地污染 (包括由于侵蚀作用而造成的水体污
染)问题日益严重. 作为土壤环境的一种指示生物 ,蚯蚓可用
来研究化学物质对土壤环境的污染 ,并根据这些化学物质对
蚯蚓的毒害程度来评价其可能对环境的危害程度. 也就是
说 ,因为蚯蚓对某些污染物比其他土壤动物更为敏感 ,对蚯
蚓的生态检测与毒理研究 , 既可以反映土壤污染状况 ,又能
鉴别各种有害物质的毒性. 因此 , 蚯蚓生态毒理学得到了较
为普遍的重视和发展 [30 ] . 蚯蚓在土壤中存在的数量大 ,范围
广 ,处于陆地生态食物链的底部 ,对大多数的杀虫剂和重金
属都具有富集作用 [5 ,10 ] . 目前有关兽药对蚯蚓生态毒理学的
研究报道不多. Radix 等[32 ]研究了 16 种化学物质对细菌、无
脊椎动物的慢性毒性. 结果表明 ,在受试的 16 种化学物质
中 ,有 13 种物质对轮虫和大型蚤有毒性作用. 土霉素和泰乐
菌素对土壤中的蚯蚓、线虫和弹尾虫没有太大的影响 ,而对
土壤生态系统微生物种群的影响 ,还有待于进一步研究 [1 ] .
氯代苯酚类化合物 (chlorophenols) 对蚯蚓的急性毒性表现
为随化合物中氯原子数的增加 , 蚯蚓的 LC50下降 , 即对蚯
蚓的毒性明显增强 [28 ] .
412 兽药对土壤微生物的影响
土壤微生物的种类和数量也是土壤肥力的指标. 它们与
土壤中的蚯蚓共同完成对有机质的降解作用. 蚯蚓与土壤微
生物之间的相互作用具有重要的科学意义和应用价值. 农田
施用的化学药品大部分都进入土壤中 ,从而对土壤微生物产
生影响. 不同的农药对土壤微生物的影响是不同的. 有些杀
菌剂能杀死土壤中的有害菌 ,如硝化抑制剂 ,能抑制反硝化
细菌的活动 ,从而减少土壤中 N 的流失. 另一些药物则能影
响土壤中正常微生物的活动 ,甚至影响到固氮菌和根瘤菌等
有益微生物 ,从而影响土壤肥力. 不同的微生物对不同药物
的敏感性也表现出明显的差异. Dijck 等[8 ]研究了 21 种饲料
添加剂中的抗菌药物对土壤和水环境中的 36 种典型微生物
的影响 ,结果发现只有 7 种微生物表现出敏感性 ,其他 29 种
微生物对这些畜禽常用的抗菌药物具有天然的抗性. 由于微
生物的种类多、数量大 ,加之环境对药物的稀释 ,因此抗菌药
物对环境中微生物生态的影响各不相同 [2 ] . 有些兽药中含有
重金属 ,它们对土壤微生物有抑制作用. As 对土壤固氮菌、
解磷菌、纤维分解菌、真菌和防线菌具有抑制作用. 土壤受到
As污染后 ,微生物呼吸强度降低 ,CO2 的产出减少. 这种影
响与土壤中细菌的总数呈正相关 [39 ,40 ] . 张跃华等[41 ]研究了
6 种不同浓度的阿维菌素对土壤微生物活动的影响 ,结果表
明当阿维菌素的浓度达到 125 mg·kg - 1以上时 ,对土壤微生
物的种群数量和细菌、真菌、放线菌的生长速度有明显的抑
制作用.
413 兽药对植物生长发育的影响
药物以原药和代谢产物的形式经动物的粪尿排除 ,通过
一定的途径进入农田. 在农田中使用动物废弃物和污泥的目
的是为了满足作物生长发育对 N、P 等营养物质的需要. 欧
洲每年产生 650 t 污泥 ,其中 37 %进入农田 ,其它发展中国
家的情况也大致相同 [35 ] . 药物对植物生长发育的影响取决
于药物的类型、剂量 ,药物与土壤吸附能力及其在土壤中的
稳定性. 用含有四环素的动物粪便处理土壤 ,如果浓度达到
0. 009~0. 012 mg·L - 1 ,将对猩猩木的液体培养物产生毒害
作用[22 ] . 300~900 mg·L - 1的磺胺地索辛能明显抑制车前
草、玉米等作物的生长. 这是因为磺胺地索辛能在植物的根
部和树叶中富集 ,根部的浓度比树叶中的浓度更高. 在含有
较少腐殖质的土壤中 ,富集的磺胺地索辛更多 ,这表明增加
土壤中腐殖质的浓度 ,可以减少植物对药物的摄入 [26 ,27 ] . 药
物对作物的影响还随药物和植物的品种不同表现出不同的
差异. 土霉素和氯四环素对杂色豆的生长有负面影响 ,它们
减少了植株的生节、鲜重 ,并影响植物对钙、钾和镁的吸收.
土霉素和氯四环素能促进萝卜、小麦的生长 ,但对玉米的生
长没有影响[2 ] .
在实验室中研究发现 ,许多药物对植物有毒性作用 ,而
药物在田间土壤中的影响如何还很少有文献报道. 因为土壤
中药物的生物药效和在无菌环境下得到的生物药效有很大
的差异 ,实验室得到的数据并不完全与土壤中的实际浓度一
致 ,因此实验研究的结果需要回到田间去验证. 有研究表明 ,
施用动物粪肥和污泥后 ,作物产量降低. 这除了与氮和重金
属的过度使用有关外 ,在某种情况也下与粪肥和污泥中的药
物有关[24 ,6 ] .
414 兽药对水生生物的影响
水体中的浮游生物数量大、种类多且对各种化学品和重
金属污染比较敏感 ,所以对浮游生物生态毒理学的研究较
多.在养殖场应用抗菌药物后 , 药物以原药或代谢物的方式
随未处理的污水一起排入环境中 ,使水环境中的耐药菌增
加 ,成为耐药基因扩展和演化的媒介 [38 ] . Wollenberger 等[37 ]
研究了养殖场常用的抗生素甲硝唑、喹已醇、土霉素和泰乐
菌素等对大型蚤 ( Daphins m agna)的作用 ,结果发现 ,喹已醇
对大型蚤的急性毒性最强 ,并对水环境有潜在的不良作用.
伊维菌素对大型蚤的毒性大于鱼类 ,伊维菌素对太阳鱼和虹
尊鱼 48 h 的半数致死浓度分别为 4. 8 和 3. 0μg·L - 1 [13 ,17 ] .
将虹鳟鱼暴露于含有 Cu 的水体 24 h ,其对细菌和病毒的敏
感性增高 ,但暴露几天鱼便开始失去敏感性 [9 ] .
415 药物对土壤过程的影响
3232 期 刁晓平等 :兽药的生态毒理及其对环境影响的研究进展
药物及其代谢产物对土壤的重要过程 (如硝化作用和植
物对营养物质的摄入) 也会产生一定的影响. 不同药物对土
壤过程的影响取决于土壤的性质和其他影响因子. 由于氯四
环素的存在 ,土壤中微生物降解牛粪的时间延长 [12 ] . 泰乐菌
素对各种土壤活动均有影响. 当土壤中含有 37μg·g - 1或以
上泰乐菌素时 ,N 的矿化作用减少 ,氧气的摄入和二氧化碳
的释放降低[3 ] . Nimenya 等[29 ]报道 , 多数药物对土壤的硝化
作用均有抑制作用 , 而用含有抗生素的鸡粪改良土壤 ,土壤
的硝化作用并没有受到影响 [36 ] . 这些结论还需选用更多的
药物和更多的土壤类型 , 来进一步验证.
5 药物的环境风险评估
Carson[4 ]1962 年发表了著名的环保专著《寂静的春天》.
从那时开始 ,人们就开始关注环境中的有毒化学物质. 发达
国家对有毒物质的环境风险评估 (environmental risk assess2
ment , ERS)关注较早. 从 1984 年开始 ,丹麦对所有在欧盟市
面上销售的新药品进行强制性的环境风险评估. 20 世纪 90
年代 ,大众对药物的风险和影响表示出极大的兴趣. 因此欧
共体规定从 1998 年 1 月开始 ,所有的新兽药均需要进行环
境风险评估 ,同时规定 2 年后用于治疗人类疾病的新药也同
样需要进行环境风险评估 [21 ] .
从化学性质上看 ,药物与其他化学品具有一定的相似
性 ,即它们具有相同的特性. 水溶性化合物易迁移 ,污染生态
系统 ,对地下水造成威胁. 脂溶性化合物具有生物富集作用 ,
能富集在淤泥和沉积物中 ,在环境中难于降解. 化学品在环
境中富集多年后 ,其高浓度、持久性将对环境产生不利的影
响.药物和化学品的生物利用度是相关的. 药物吸收时由于
利用率不同 ,它们或多或少与其他化合物结合或溶解在水
中.因此 ,在进行药物风险评估时 ,不仅需要知道药物的性
质 ,而且要了解药物的中间代谢产物 ,同时还要知道化学品
对生态系统各种成分的影响 ,这样才能对药物的环境风险做
出客观的评估. 当然这并不是一件简单的事情.
通过兽药的使用频率、剂量、排泄方式、废水处理等指
标 ,可以预测其进入环境的数量 ,确定系统中的可预测环境
风险浓度 ( PEC) ,同时建立一些模型来研究药物所引起的环
境综合效应是相当重要的. 它有助于大大降低大量繁琐的分
析工作. 如果没有这种分析工具 ,我们必须随时随地分析每
一具体的研究对象、每一种可能的指标和每一种指标的浓
度.由于建立了这些模型 ,可以将分析工作集中于少数几种
重要的指标 ,比如药物在土壤和水中的分配浓度 (由于药物
分子中的不同功能基团 ,使得这种分布有不同预测) . 所以 ,
当我们用生态毒理学模型评估药物的环境风险时 ,就能够像
使用常规化学分析方法一样准确地估计和预测环境浓度.
研究药物有关的模型有 :1)施用于农田的含有抗生素粪
便污染的相邻河流和地下水的可能性模型 ;2)用于水环境中
的抗生素 (主要是鱼药和促生长饲料添加剂)污染水流 ,影响
邻近水生生态系统的模型 ;3)排放到污水处理厂废水中的药
物和代谢产物被降解 ,并同处理的废水或富集在污泥中的物
质一同排放 ,对土壤和水生生态系统造成影响的模型.
药物的环境风险评估是相当重要的 ,借助它可以在两种
或更多的药物中选择具有相同治疗效果而对环境有不同影
响的药物. 最为理想的是在研制药物的时候就考虑药物在环
境中的转归和对环境的影响. 在研制新兽药时 ,不仅要考虑
药物分子效用的最大化 ,而且要筛选在环境中容易降解的药
物分子. 因而 ,环境风险评估应作为审批新兽药的一个重要
程序. 新兽药应该是“绿色药品”,对环境没有伤害 ,或者这种
影响与它的作用相比是可以接受的. 兽药生产厂家应把它作
为今后发展的主要目标.
6 研究展望
生态毒理学 (ecotoxicology)主要研究有害物质在环境中
的转移规律 ,它们进入环境后对环境中的生物个体、种群、群
落和生态系统的毒性效应 ,以及污染物、环境、生物有机体
(包括人类)三者间的相互关系. 随着集约化畜牧业的发展 ,
大量的药物和饲料药物添加剂被使用 ,一方面带来了动物性
食品中外源性化学物残留问题的增加 ,另一方面各饲养场大
量的粪便、尿或排泄物向周围环境的排放 ,又使兽药成为环
境污染物 ,给生态环境带来许多不良的影响 ,并危及人类的
健康. 因此 ,兽药的生态风险问题越来越受到人们的重视. 相
信通过多学科的联合攻关 ,多方法、多渠道地研究问题 ,兽药
对环境的影响问题最终将会妥善解决. 今后研究的重点应在
以下方面寻求突破口 :1) 采用现代分子生物学方法和技术 ,
研究兽药及其代谢产物与环境生物细胞内大分子物质 ,包括
蛋白质、核酸、酶类的相互作用 ,探讨其作用机理 ,从而揭示
污染物对环境生物的早期影响 ,为防止兽药对环境的危害提
供依据 ;2)更多地了解药物的生理2生化特性和在环境中的
降解和代谢规律 ,研究和开发更多的评估药物的生态毒理学
测试方法 ,以便对药物的环境风险作出更为准确的评价 ;3)
拓宽视野 ,在药物代谢、药物母体和代谢产物与环境相互作
用 ,药物生物降解中腐殖酸的作用等方面给予更多的关注.
开展兽药和饲料添加剂对环境的影响和生态毒理学研究 ,建
立兽药生态环境安全评价模式 ,对保障人民健康 ,保护生态
环境具有重要的现实和理论意义.
参考文献
1 Baguer AJ ,Jensen J , Krogh PH. 2000. Effects of the antibiotics
oxytetracycline and tyrosine on soil fauna. Chemosphere ,40 :751~
757
2 Batchelder AR. 1981. Chlortetracycline and oxytetracycline effects
on plant growth and development in liquid culture. J Envi ron
Qual ,10 :515~518
3 Bewick MW. 1978. Effect of tyrosine and tyrosine2fermentation
waste on microbial activity of soil. Soil Biol Biochem ,10 :403~407
4 Carson RL 1962. Silent Spring. Boston : Houghton Mifflin.
5 Cater A , Keeney EA , Gutheir TF , et al . 1983. Heavy metals in
earthworms in non2contaminated and contaminated agricultural soil
from near Vancouver ,Canada. In : Satchell J E ed. Earthworm Ecol2
ogy. London :Chapman and Hall. 267~274
6 Chang C ,Sommerfeldt TG , Entz T. 1993. Barley performance un2
der heavy application of cattle feedlot manure. A gron J ,85 :1013~
1018
423 应 用 生 态 学 报 15 卷
7 Chen Z2L (陈杖榴) , Yang G2X (杨桂香) , Sun Y2X (孙永学) , et
al . 2001. Advance of toxicities and ecotoxicology of veterinary drug
residues. J South China A gric U niv (华南农业大学学报) ,22 (1) :
88~91 (in Chinese)
8 Dijck PV ,van de Voorde H. 1976. Sensitivity of environmental mi2
croorganism to antimicrobial agents. A ppl Envi ron Microbiol ,31 :
332~336
9 Dong S2Y (董书芸) . 1996. Advances of environmental pollutants
on immune function of fish. J Envi ron Health (环境与健康杂志) ,
13 (6) :282~284 (in Chinese)
10 Edwards CA , Thompson AR. 1973. Pesticides and the soil fauna.
Residue Rev ,45 : 1~79
11 Edwards CA. 2000. Soil invertebrate controls and microbial interac2
tions in nutrient and organic matter dynamics in natural and agroe2
cosystems. In : Coleman DC , Hendrix PF eds. Vertebrate as Web2
masters in Ecosystems. Oxford :CABI Publishing. 141~159
12 Elmund GK ,Morrison SM , Grant DW , et al . 1971. Role of excret2
ed chlortetracycline in modifying the decomposition process in feed2
lot waste. B ull Envi ron Contamin Toxicol ,6 :129~132
13 Halley BA ,Jacob TA ,Lu A Y. 1989a. The environmental impact of
the use of ivermectine , environmental effects and fate. Chemo2
sphere ,18 :1543~1563
14 Halling2Sorensen B , Nielsen N , Lansky PF , et al . 1998. Occur2
rence ,fate and effects of pharmaceuticals in the environment —A re2
view. Chemosphere ,36 :357~394
15 Heberer T. 2002. Occurrence ,fate ,and removal of pharmaceutical
residues in the aquatic environment : A review of recent research
data. Toxicol Letter ,131 :5~17
16 Hirsch R , Ternes T , Haberer K , et al . 1999. Occurrence of antibi2
otics in the aquatics environment . Sci Total Envi ron ,36 : 3573~
3593
17 Holten L ,Liitzhoft HC ,Halling2Sorensen B , et al . 1999. Algal toxi2
city of antibacterial agents applied in Danish fish farming. A rch En2
vi ron Contam Toxicol ,36 :1~6
18 Ingerslev F , Holten Lutzhoft HC , Halling2Sorensen B. 1999. Hu2
mant anvendte lagemidlers vej til miljoet er gennem rensningsanla2
gget . Dansk Kemi ,80 (6~7) :222~225 (in Danish)
19 Jacobsen P ,Berglind L . 1988. Persisitence of oxytetracycline in sed2
iments from fish farm. A quacult ure ,70 :365~370
20 Jemba PK. 2002. The potential impact of veterinary and human
therapeutic agents in manure and biosolid on plant grow on arable
land :A review. A gric Ecosyst Envi ron ,93 :267~278
21 Jorgensen SE ,Halling2Sorensen B. 2000. Drugs in the environment .
Chemosphere ,40 :691~699
22 Kuhne M , Ihnen D ,Moller G , et al . 2000. Stability of tetracycline
in water and liquid manure. J Vet Med Ser A - Physiol Pathol Clin
Med ,47 :379~384
23 Kümmerer K , Hartmanm T , Meyer M. 1997. Biodegradability of
the anti2tumor agent ifosfamide and its occurrence in hospital efflu2
ents and sewage. W ater Res ,31 :2705~2710
24 Lerch RN ,Barbarick KA , Westfall DG , et al . 1990. Sustainable
rates of sewage sludge for dry land winter wheat production. Part
II. Production and income. J Prod A gric ,3 :66~71
25 Loke MT , Tjornelund J , Halling2Sorensen B. 2002. Determination
of the distribution coefficient (log Kd) of oxytetracycline ,tylosine
A ,olaquindox and metronidazole in manure. Chemosphere ,48 : 351
~361
26 Migliore L ,Brambilla G ,Cozzolino S , et al . 1995. Effects on plants
of sulfphadimethoxine used in intensive farming ( Panicum mi2
lieceum , Pisum sativ um and Zea mays) . A gric Ecosyst Envi ron ,
52 :103~110
27 Migliore L ,Brambilla G , Casoria P , et al . 1996. Effects of sulf2
phadimethoxine on barley in Laboratory terrestrial models. A gric
Ecosyst Envi ron ,60 :121~128
28 Miyazaki A ,Amano T ,Saito H ,Nakano Y. 2002. Acute toxicity of
chlorophenols to earthworms using a simple paper contact method
and comparison with toxicities to fresh water organisms , Chemo2
sphere ,47 :65~69
29 Nimenya H , Delaunosis , A ,La duong D , et al . 1999. Short2term
toxicity of various pharmacological agents on the i n vit ro nitrifica2
tion process in a simple closed aquatic system. A lta2A lter L ab A n2
i m ,27 :121~135
30 Qiu J2P(邱江平) . 1999. The application of earthworm in environ2
mental protection. Acta S hanghai A gric Coll (上海农学院学报) ,
17 (3) :227~232 (in Chinese)
31 Rabolle M , Spliid NH. 2000. Sorption and mobility of metronida2
zole ,olaquindox ,oxytetracycline and tylosin in soil. Chemosphere ,
40 :715~712
32 Radix P ,Leonard M , Papantoniou C , et al . 2000. Comparison of
four chronic toxicity tests using algae ,bacteria ,and invertebrates as2
sessed with sixteen chemicals. Ecotoxicol Envi ron S af ety ,47 : 186
~194
33 Richardson ML , Bowron J M. 1985. The fate of pharmaceutical
chemicals in the aquatic environment —A review. J Phar Pharma2
co ,37 :1~12
34 Samuelsen OB , Torsvik A. 1992. Long2range changes in oxytetracy2
cline concentration and bacterial resistance toward oxytetracycline in
a fish sediment after medication. Soil Total Envi ron ,114 :25~36
35 Smith SR. 1996. Agricultural Recycling of Sewage Sludge and the
Environment . Wallingford ,Oxon ,U K:CAB International.
36 Warman PR. 1980. The effect of amprolium and auromycin antibi2
otics on the nitrification of poultry manure2amended soil. J Soil Sci
A m ,44 :1333~1334
37 Wollenberger L , Halling2Sorensen B , Kusk KO. 2000. Acute and
chronic toxicity of veterinary antibiotics to Daphnia magna. Chemo2
sphere ,40 :723~730
38 Young HK. 1993. Antimicrobial resistance spread in aquatic envi2
ronments. J A nti microb Chemother ,31 :627~635
39 Yang J2Y(杨居荣) , GE J2E (葛家二) , et al . 1982. The effect of
arsenic and heavy metal on soil microbials. J Envi ron Sci (环境科
学学报) ,2 (2) :190~197 (in Chinese)
40 Yang J2Y (杨居荣) ,Ren Y (任 燕) ,Liu H(刘 虹) . 1996. The
effect of arsenic on soil microbial and biochemical activit y. Soils (土
壤) ,28 (2) :101~104 (in Chinese)
41 Zhang Y2H(张跃华) ,Luo Z2W (罗志文) , Zhao Y2X (赵永勋) .
2002. The effect of averment on the activity of soil microbiology. J
Jiam usi U niv (Natural Science Edition) (佳木斯大学学报) (自然
科学版) ,20 (1) :49~51 (in Chinese)
作者简介 刁晓平 ,女 ,1963 年生 ,在读博士 ,教授 ,现在海南大
学研究生处工作 ,主要从事畜牧生态和生态毒理研究 ,发表论文
12篇. E2mail :diaoxip @263. net
5232 期 刁晓平等 :兽药的生态毒理及其对环境影响的研究进展