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第 43 卷第 3 期2023 年 3 月Vol.43，No.3Mar.，2023环境科学学报Acta Scientiae Circumstantiae基于物种敏感度分布的典型抗生素的长期水质基准推导及其在生态风险评估中的应用林颖，高俊敏*，郭劲松*，侯先宇，张玲，吴京成重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆 400045摘要：国内外现有水质标准均缺乏抗生素的标准值，针对中国具体流域状况开展抗生素水质基准研究，可以为制定我国抗生素的水质标准提供参考，并为评估水环境中抗生素的潜在风险提供依据.本研究基于至少3门8科、10种生物的急性、慢性毒性数据，利用Log-logistic和Burr III两种分布模型，在系统尺度上构建了氧氟沙星（OFC）、阿莫西林（AMX）、土霉素（OTC）、磺胺甲恶唑（SMX）、红霉素（ETM）和氯霉素（CAP）6种典型抗生素的物种敏感度分布曲线，推导出它们的长期水质基准值（LWQC）.同时，基于这6种抗生素的水质基准评估了我国部分水环境中 抗生素的生态风险和联合毒性风险.结果表明，OFC、AMX、OTC、SMX、ETM和CAP的LWQC分别为3.2614、1.2633、1.3353、4.7803、4.7950和1.1535 gL-1.白洋淀6种抗生素的联合毒性风险呈中风险水平；太湖和珠江三角洲的ETM、松花江的OFC及珠江的ETM和CAP也呈现出中风险水平；辽河面临的抗生素污染风险最大，其OFC、ETM、SMX呈中风险水平，OTC呈高风险水平.关键词：抗生素；急性和慢性毒性数据；Log-logistic分布模型；Burr III分布模型；物种敏感度分布；长期水质基准（LWQC）；生态风险文章编号：0253-2468（2023）03-0503-13 中图分类号：X651，X820.4 文献标识码：ALong-term water quality criteria derivation of typical antibiotics based on species sensitivity distribution and its application to ecological risk assessmentLIN Ying，GAO Junmin*，GUO Jinsong*，HOU Xianyu，ZHANG Ling，WU JingchengKey Laboratory of the Three Gorges Reservoir Regions Eco-Environment，Ministry of Education，Chongqing University，Chongqing 400045Abstract：There are still no criteria value for antibiotic in the existing water quality standards at home and abroad.The research on antibiotic water quality criteria based on the specific watershed in China can provide a reference for formulating water quality standards of antibiotics，and a basis for evaluating the potential risks posed by antibiotics in the water environment.In this study，acute and chronic toxicity data of at least 3 phyla，8 families and 10 species of organisms to 6 antibiotics including ofloxacin（OFC），amoxicillin（AMX），oxytetracycline（OTC），sulfamethoxazole（SMX），erythromycin（ETM）and chloramphenicol（CAP）were first collected.Then these toxicity data were used to construct the species sensitivity distribution curves of the 6 antibiotics at a systematic scale through log-logistic and Burr III distribution models to deduce their long-term water quality criteria（LWQC）.Meanwhile，the individual ecological risk and joint toxicity risk in some water environments in China were evaluated based on the LWQC of the 6 antibiotics deduced.The LWQC of OFC，AMX，OTC，SMX，ETM，and CAP were deduced to be 3.2614，1.2633，1.3353，4.7803，4.7950，and 1.1535 g L-1，respectively.The joint toxicity risk of the 6 antibiotics in Baiyangdian posed a medium ecological risk.Individual antibiotics in watersheds such as ETM in Taihu Lake and Pearl River Delta，OFC in Songhua River，ETM and CAP in Pearl River also posed medium ecological risks.By comparison，antibiotics contamination in Liaohe River posed the greatest risk，of which OTC posed a high risk，followed by OFC，ETM，and SMX at medium ecological risks.Keywords：antibiotics；acute and chronic toxicity data；log-logistic distribution model；Burr III distribution model；species sensitivity distribution（SSD）；long-term water quality criteria（LWQC）；ecological riskDOI：10.13671/j.hjkxxb.2022.0316林颖，高俊敏，郭劲松，等.2023.基于物种敏感度分布的典型抗生素的长期水质基准推导及其在生态风险评估中的应用 J.环境科学学报，43（3）：503-515LIN Ying，GAO Junmin，GUO Jinsong，et al.2023.Long-term water quality criteria derivation of typical antibiotics based on species sensitivity distribution and its application to ecological risk assessment J.Acta Scientiae Circumstantiae，43（3）：503-515收稿日期：2022-07-07 修回日期：2022-09-12 录用日期：2022-09-13基金项目：国家重点研发计划项目（No.2019YFD1100501，2019YFD1100504）；重庆市研究生科研创新项目（No.CYB22037）作者简介：林颖（1999），女，E-mail：；*责任作者，E-mail：gao-；G环境科学学报43 卷1引言（Introduction）近年来，随着全球人口数量的不断增加及对动物蛋白需求的上升，兽用和人用的抗生素消费量也在 不断增长（Duan et al.，2022）.中国是全球范围内抗生素生产和使用的第一大国，药品市场的抗生素销售量常居榜首（张国栋等，2018）.抗生素作为一种能杀死微生物或抑制其生长及代谢活动的抗菌药物（Danner et al.，2019），被广泛应用于治疗人类和动物的疾病、促进牲畜和水产养殖的生长及预防细菌引起的作物损害等活动（Kovalakova et al.，2020）.抗生素的生产和使用虽然大大降低了人类、动物及作物的死亡率和发病率，但抗生素通常不能被生物体完全代谢，导致其被释放到环境中后无处不在.据调查显示，在湖泊、河流、地下水甚至饮用水中都已经检测出了抗生素的存在（Binh et al.，2018），抗生素在水环境中的检出水平大致在 ngL-1gL-1的范围内（Ding et al.，2017），可能会对水环境中的非目标生物体包括淡水藻类、植物、浮游动物和鱼类等产生慢性毒性等不利影响（Daghrir et al.，2013），并促进抗生素耐药性基因的增殖和传播.根据科学的信息和方法建立相应的水环境质量标准（Water Quality Standard，WQS）是保护水生生态系统的重要手段.鉴于抗生素在水环境中广泛存在并对人类和生态系统的健康存在潜在不利影响，有必要建立水环境中抗生素的水质基准（Water Quality Criteria，WQC）.水质基准为水环境中的污染物或有害因素对人群健康或水生态系统不产生有害影响的最大浓度或水平，是制定水环境质量标准以及评价、预测和控制水污染治理的重要依据（Yang et al.，2012），对于环境管理有重大意义.目前，许多国家和地区针对多种化学品制定了相应的水质基准，如欧洲制定了45种优先污染物的WQC，美国EPA提供了超过40种化学品的WQC的 建议，加拿大的水质指南中包括了80多种化学物质的WQC，但国外这些已有标准建议中都未包含抗生素的相关水质基准内容（Beiras et al.，2021），我国目前也没有抗生素相关的水质基准.因此，针对中国流域状况开展抗生素水质基准研究，并以此为依据制定中国相关水质标准具有重要意义.目前，物种敏感度分布（Species sensitivity distribution，SSD）方法因其原理、计算简单且能提供更可靠 合理的统计数据被越来越多地应用于水质基准的推导（Wik et al.，2008）.例如，Wen等（2018）通过SSD方法建立了我国三苯基锡的淡水和咸水生态系统的 WQC，得出淡水生态系统的基准最大浓度（Criterion maximum concentration，CMC）和基准连续浓度（Criterion continuous concentration，CCC）分别为396 ngL-1和5.60 ngL-1，而咸水生态系统的CMC和CCC分别为66.5 ngL-1和4.11 ngL-1；Guo等（2015）从急性和慢性毒性终点出发，通过SSD方法制定出我国双酚A的WQC，结果显示，以传统毒性终点得出的CCC和CMC分别为1518 lgL-1和2.19 lgL-1，而基于生殖毒性终点的CCC为0.86 lgL-1.该方法假设生态系统中不同物种的可接受效应水平（敏感性）遵循概率函数，而被测试物种的敏感性在生态系统中具有代表性，即将有限数量的被测试物种作为整个生态系统的随机样本，用于估计所有生物的可接受效应水平（Guo et al.，2015；Wen et al.，2018