洗护用品中的抗菌成分对水生态环境的危害作用_孙伟莲.pdf

生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第 17 卷 第 6 期 2022 年 12 月Vol.17,No.6 Dec.2022 基金项目:国家自然科学基金面上项目(82073510)第一作者:孙伟莲(1997),女,硕士研究生,研究方向为环境与健康,E-mail: *通信作者(Corresponding author),E-mail:DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20220116001孙伟莲,孙东雷,黄维,等.洗护用品中的抗菌成分对水生态环境的危害作用J.生态毒理学报,2022,17(6):135-143Sun W L,Sun D L,Huang W,et al.Adverse effects of antibacterial ingredients in sanitary products on aquatic ecological environment J.Asian Journalof Ecotoxicology,2022,17(6):135-143(in Chinese)洗护用品中的抗菌成分对水生态环境的危害作用孙伟莲,孙东雷,黄维,张遵真*四川大学华西公共卫生学院/华西第四医院,成都 610041收稿日期:2022-01-16 录用日期:2022-06-08摘要:随着抗菌药物在医疗、工农业和日常生活中的广泛应用,水体抗生素污染已经成为全球公共卫生问题。新型冠状病毒肺炎疫情的暴发促使人们对抗菌卫生用品的使用量进一步增加,大量杀菌剂随生活废水排入水体,导致水环境中各种抗菌物质浓度急剧升高,进一步加重了水体的净化负担。洗护用品中的抗菌成分大多具有广谱杀菌作用,排入水体后势必对水中的常居微生物产生危害,增加水中微生物耐药性,同时也给水生生物带来威胁。本文系统总结了洗护用品中最常添加的酚类、含氯类和季铵盐类等杀菌剂在国内外水环境中的浓度分布和对微生物、水生生物的毒性作用,以期为我国科学倡导及管理洗护用品中抗菌成分的添加和使用提供科学依据。关键词:抗菌成分;微生物耐药性;水生物毒性;环境分布;洗护用品文章编号:1673-5897(2022)6-135-09 中图分类号:X171.5 文献标识码:AAdverse Effects of Antibacterial Ingredients in Sanitary Products on A-quatic Ecological EnvironmentSun Weilian,Sun Donglei,Huang Wei,Zhang Zunzhen*West China School of Public Health/West China Fourth Hospital,Sichuan University,Chengdu 610041,ChinaReceived 16 January 2022 accepted 8 June 2022Abstract:With the wide application of antibiotics in medical,industrial,agricultural and daily life,antibiotic pollu-tion in water has become a global public health problem.To make matters worse,the COVID-19 pandemic haspromoted a further increase in the use of antibacterial hygiene products.As a result,a large number of wastewatercontaining antibacterial ingredients were discharged,resulting in the increase of the concentration of various anti-bacterial ingredients in the water environment,and then the burden of water purification increased.Most of the an-tibacterial ingredients in sanitary products have a broad-spectrum bactericidal effect.When these antibacterial com-ponents are discharged into water with wastewater,they are bound to have adverse effects on resident microorgan-isms in water,increase the drug resistance and threaten the composition of aquatic organisms.In order to providescientific basis for advocating and managing the addition and use of antibacterial ingredients in sanitary products inChina,this review systematically summarized the concentration distribution and adverse effects on microorganismsand aquatic organisms of phenolics,chlorine-containing compounds,quaternary ammonium salts and other fungi-136 生态毒理学报第 17 卷cides commonly added in sanitary products in domestic and foreign water environment.Keywords:antibacterial ingredient;microbial resistance;aquatic toxicity;environmental distribution;sanitary products 近年来,流行性感冒、新型冠状病毒肺炎和禽流感等突发急性传染病事件频发,促使人们卫生意识大幅增强,推动了消毒杀菌产品的销售和使用。我国国家统计局公布的数据显示,2020 年前三季度我国人均购买洗涤及卫生产品的支出同比增长13.7%,充分说明新型冠状病毒肺炎疫情极大地刺激了人们对抗菌卫生用品的需求。为了迎合市场和增加销量,生产厂商热衷于在洗护用品中添加杀菌成分,将市售的个人护理产品醒目标注“抗菌”“抑菌”“杀菌”等字样,甚至宣称抗菌产品杀菌率高达99.999%。但是,由于洗手时间短,抗菌香皂中的杀菌成分在实际应用条件下无法发挥理论的抗菌作用1。另一方面,洗护用品中的抗菌成分随着废水进入水环境,必定给水体微生物和水生生物带来潜在危害2。基于以上 2 点,美国食品药品监督管理局于 2016 年明令禁止销售含有三氯生、三氯卡班和苯酚等 19 种特定活性成分的抗菌洗浴产品3,欧盟委员会、东南亚国家联盟和韩国食品药品管理局等也相继对抗菌物质的添加做出了更为严格的限制4,但中国迄今尚未出台类似政策。事实上,现有研究显示中国此类水环境污染问题逐渐突出,大多数湖泊和河流均能检测到纳克至微克级水平的杀菌剂5。本文检索了国内外洗护用品抗菌成分的最新文献,系统综述了洗护用品中常用的酚类、含氯类、季铵盐类及其他类别杀菌剂在水环境中的分布以及对水体中微生物和水生生物的生物学作用,为我国洗护用品中抗菌成分的监督管理提供参考依据。1抗菌成分的水环境分布(Distribution of anti-bacterial ingredients in water environment)现有研究表明洗护用品中杀菌成分的排放对微生物耐药性具有重要贡献6-7。随着抗菌洗护用品的广泛应用,酚类、含氯类、季铵盐类、胍类、含氧类和天然杀菌剂等成分被排入水体且在水环境中积累,研究显示这些杀菌剂在国内外地表水、自来水和污水等多种水环境中分布广泛,检出浓度从纳克至微克水平(表 1)。酚类、含氯类和季铵盐类杀菌剂是香皂、洗手液和漱口水等多种洗护用品中最常添加的抗菌成分8,受到生产企业的认可,同时添加了这3 类抗菌成分的产品也受到消费者的青睐。现有的资料提示中国地表水中酚类、含氯类和季铵盐类杀菌剂浓度普遍高于美国、英国和日本等国家(表 1),表明我国地表水洗护用品中杀菌剂带来的污染不容乐观。此外,目前尚无苯扎溴铵、聚六亚甲基双胍盐酸盐和壳聚糖等多种杀菌剂在我国水环境中浓度分布数据报道,提示这些水环境质量指标的监测亟待加强。2 抗菌成分对水生态环境的危害作用(Hazards ofantibacterial ingredients on water ecological envi-ronment)2.1 微生物耐药性众所周知,抗生素滥用会导致环境微生物产生抗生素抗性基因,引起微生物耐药性,给人类健康及环境稳态带来潜在隐患,因此,减缓抗生素耐药性已成为全球重要的公共卫生问题22-25。医疗卫生领域抗生素滥用是引起抗生素耐药的主要原因26,针对这一原因,全国已形成规范和共识,严格控制临床抗生素应用。2012 年,我国原卫生部发布的抗菌药物临床应用管理办法要求严格控制医疗机构采购抗菌药物的品种与数量,且严格把握使用抗菌药物的指征。然而,遗憾的是,临床用药以外用量很大的洗护用品中抗菌成分应用却被严重忽视。事实上,水环境是耐药菌及耐药基因的主要储存库27,日常生活中广泛使用的杀菌成分排放至水体会加剧水环境微生物耐药性。已有研究显示病原微生物暴露于三氯生或三氯卡班后对四环素、环丙沙星和氯霉素的抗性增强,暴露于苯扎氯铵后会增加对氨苄青霉素、氯霉素和链霉素等常用抗生素的耐药性28-30。更为重要的是,三氯生、三氯卡班和苯扎氯铵等还可增加病原微生物对多种抗生素产生交叉耐药性29-31,表明洗护用品中的杀菌成分随废水排入水体会促进微生物耐药性的发生。此外,酚类、含氯类和季铵盐类等杀菌剂均具有广谱高效杀菌作用,排放至水环境同样会对非目标微生物产生危害,破坏水中微生物正常菌群组成,干扰水的净化和水质调节,同时促使耐药菌株形成,甚至加速超级细菌的产生与传播30,32。更为严重的是,耐药细菌和耐药基因在环境中增殖迁移,造成水源污染且难以被我国现有的自来水处理系统清除33;耐药细菌与耐药基因还会在鱼类、虾类和贝类等水产品中富集且可随食物链传播34,给人体肠道菌群和免疫功能带来健康威胁。第 6 期孙伟莲等:洗护用品中的抗菌成分对水生态环境的危害作用137 表 1 洗护用品中抗菌成分的种类、用途和水环境分布Table 1 Types,uses and distribution in water environment of antibacterial ingredients in washing products分类Classification成分名称Ingredient name用途Application水环境分布Distribution in the aquatic environment酚类杀菌剂Phenolic bactericides对氯间二甲苯酚4-chloro-3,5-dimethylphenol肥皂、洗手液、消毒剂、香波等Soaps,hand sanitizers,disinfectants,shampoos,etc.美国南加州旱季废水Southern California dry seasonwastewater,USA:5.59 g L-1 9英国塔夫河River Taff,UK:30 225 g L-1