海参中抗生素的生物富集及多室毒代动力学模型

【作者】 朱明华； 陈景文；

【机构】 工业生态与环境工程教育部重点实验室大连市化学品风险防控及污染防治技术重点实验室大连理工大学环境学院；

【摘要】 目的海水养殖、河流携带和陆源排放等导致近岸海域抗生素污染。抗生素能诱导菌群耐药性,有必要关注海水养殖生物中抗生素的积累,为促进健康的海水养殖和抗生素类新污染物的环境风险评价提供支持。海参(棘皮动物门,海参纲)是亚洲国家,尤其是中国重要的海水养殖经济物种。然而,抗生素是否能在海参中生物富集尚不清楚;棘皮动物的毒代动力学模型仍然缺乏。材料与方法选取海水养殖环境及海参产品中经常检出的7种抗生素,包括磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、甲氧苄啶、恩诺沙星、氧氟沙星、克拉霉素和阿奇霉素,作为目标化合物。以海参(Apostichopus japonicus)幼体为模式生物,开展模拟暴露实验。定期采集养殖海水及海参幼体样品,测定样品中抗生素浓度。基于一级动力学,拟合实测数据,估算海参中目标抗生素的生物富集参数。基于海参的解剖结构建立了包含5个室的多室毒代动力学(MCTK)模型,包括体壁、口、呼吸树、消化道和体腔液。基于被动扩散结合质量守恒原理,建立模型方程。采用实测数据进行模型参数化和验证。结果与讨论海参组织中目标抗生素的生物富集遵循一级动力学。氧氟沙星的BCF值高,达1719.7 L·kg-1。疏水性更强的大环内酯类(包括克拉霉素、阿奇霉素)的BCF值低于氧氟沙星,可能是大环内酯类分子量大,降低吸收速率。恩诺沙星与氧氟沙星同属氟喹诺酮类,理化性质相似,但恩诺沙星的BCF值远低于氧氟沙星,可能是恩诺沙星易生物转化。所建MCTK模型,88%的模型预测值与实测值的差异在5倍范围内,表明了模型具有较好的预测准确性。上述研究结果表明,被动扩散原理适合建立海参中外源化学物质的MCTK模型。所建MCTK模型可用于预测海参体内抗生素的时间变化浓度。更多还原