2015年6月，中國科學院廣州地球化學研究所應光國課題組獲取首份中國抗生素使用量和排放量清單，預測得出全國5 8個流域的“抗生素環境濃度地圖”。這一報告於6月初發表在國際學術期刊《環境科學與技術》。
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報告概要
2014年12月，央視曝光全國主要河流部分點位都檢出抗生素，甚至南京居民家中自來水也有檢出。其中珠江廣州段受到抗生素藥物的污染非常嚴重，脫水紅黴素等抗生素含量遠遠高出歐美已開發國家河流的水平。應光國課題組的研究則量化預測了珠江流域抗生素的污染程度，報告顯示，預測珠江流域抗生素排放密度全國最高，預測抗生素環境濃度僅次于海河。
“在北方海河流域最嚴重，在南方珠江流域最嚴重。”廣州地球化學研究所研究員、博士應光國說。
從報告的“全國抗生素排放地圖”中可以看到，與洞庭湖、淮河、長江等流域相比，珠三角的抗生素排放總量雖然低於以上幾個流域，在全國只屬於中等水平，但單位面積排放密度在全國58個流域中屬於最高等級，達到70 .3-109千克/平方公里·年。而論文中明確表示，包括珠三角和東江流域在內的珠江流域，其抗生素排放密度為全國最高，但課題組沒有透露該密度具體數值。
2014年央視新聞報導稱，珠江廣州段受到抗生素藥物污染非常嚴重，當時廣州市自來水公司明確表示，廣州自來水並不是從珠江廣州段取水，而是來自水質較好的東江、北江、西江。
應光國團隊的研究顯示，就抗生素排放總量而言，西江流域達到最高等級，與松花江、黃河、淮河、長江、洞庭湖等流域一樣，每年排放量在2190-3560噸；東江流域的抗生素排放總量為237-378噸/年，在和廣東相關的幾個流域中最低，在全國58個流域中也屬於排放量較少的；北江流域則為378-587噸/年，屬排放量居中的等級。
至於排放密度，除了最高的珠江流域，西江流域密度中等，北江流域則僅有7.15-13.3千克/平方公里·年，在涉及廣東的幾大流域中排放密度最低，與國內部分西部流域抗生素排放密度相當。
報告指出，以地理學上著名的“胡煥庸線”(中國地理學家胡煥庸1935年提出的劃分我國人口密度的對比線，也稱為“黑河-騰衝一線”)為劃分，人口較密集的中國東部，其抗生素排放量密度是西部流域的6倍以上，可見人類活動對抗生素排放的巨大影響。
主要種類
進入環境後的各類抗生素，由於物理化學性質不同，有的容易降解，有的較穩定，在水、土、沉積物等不同環境的相中分配不同，因此環境濃度也不一樣。報告預測了36種常見抗生素在各流域的環境濃度。珠江三角洲的抗生素環境濃度在全國排第二，僅次于海河。阿莫西林等7種抗生素在流域水環境中的濃度高於1000納克/升。
應光國介紹，海河和珠江是環境抗生素污染最嚴重的兩條河流，但由於海河水量少，其抗生素環境濃度比珠江更高。事實上，北方地區的各河流流域抗生素濃度明顯高於南方河流。
珠江流域中，濃度最高的抗生素是阿莫西林，達到3384納克/升，其次為氟洛芬(2867納克/升)。諾氟沙星、青黴素等另外5種抗生素濃度也較高，均高於1000納克/升。應光國解釋，我國目前沒有關於環境裡抗生素濃度的標準，但1000納克/升以上的濃度已經屬於非常高的水平。
廣州市環境監測中心站相關負責人表示，對珠江抗生素的監測方法研究正按計畫進行，目前還在實驗階段。由於國家層面還沒有相關標準和規範，因此正和中國科學院廣州地球化學研究所等多個單位密切溝通和合作，最終要建立廣州市環境監測中心站自己的一套科學監測方法。
由來
環境中抗生素的來源主要包括生活污水、醫療廢水以及動物飼料和水產養殖廢水排放等。環境中的抗生素殘留又會通過各種方式可能重新進入人體，最主要的就是喝了含有抗生素的水、吃了存在抗生素殘留的肉類和蔬菜，另外還可以通過生態循環的方式回到人體。
應光國介紹，珠江流域人口密度高，廣東人又是養殖大省，雞、豬的消費量在全國範圍內算很高的，水產養殖發達，廣東魚塘在全國最多，因此珠江流域抗生素使用量、排放量大，排放密度高。另外，我國的污水處理水平也較低，農村地區幾乎直接排放污水。
由於我國對抗生素的使用缺乏監管，抗生素濫用的現象非常普遍，廣東也不例外。應光國介紹，目前對大醫院中抗生素使用的控制相對較好，但中小醫院、藥店以及畜牧養殖業則基本沒有控制，政府監管缺位。實地調查中，養雞場、養豬場的動物糞便和飼料里都檢測出抗生素。
應光國介紹，一頭豬的平均污水排放相當於10個人的排放量，並且養殖廠排放污水中的抗生素將隨污水進入受納水體和土壤環境，也有可能滲入地下水。本次報告顯示，2013年中國使用抗生素達16.2萬噸，其中52%為獸用抗生素；在36種常見抗生素中，獸用抗生素的比例更是高達84.3%。
危害影響
應光國解釋，通過飲食進入人體的抗生素非常微量，相比醫用治療中使用的抗生素少得多，吃抗生素藥品都沒事，微量的抗生素殘留進入人體並沒有直接危害。抗生素濫用、環境抗生素污染的真正危害在於加劇細菌耐藥性的情況。
從藥學領域而言，廣譜(能針對絕大多數細菌)抗生素大致分為青黴素類、碳青酶烯類、β-內醯胺類、氨基糖苷類、四環素類、大環內酯類、磺胺類、喹諾酮類等。“不同的藥物，在人體或動物體內不同的半衰期(藥物衰變為其他物質)不同，以喹諾酮類藥物(如諾氟沙星等)為例，其半衰期較長，在自然界化學穩定性很好。它需要足夠長的時間降解成其他物質，如果人類長期低量攝入含有喹諾酮類的水、肉食，其直接的結果就是產生耐藥。”中國藥理學會教學與科普專委會委員、南方醫科大學藥學院徐江平教授表示。
“喹諾酮類藥物的人體耐藥性問題是較為普遍的現象了。比如第一代喹諾酮氟哌酸，已經基本治療不了細菌感染性腹瀉，再如諾氟沙星、氧氟沙星，其對於呼吸系統、泌尿系統感染的治療效果也在漸漸降低，這就是耐藥的表現。”
廣州地化所這次研究報告顯示，喹諾酮類藥物的用量仍然很大，以諾氟沙星為例，2013年全國用了5440噸，其中人用了1013噸。徐江平表示，他最新掌握的信息顯示，農業部已經意識到喹諾酮在畜牧業濫用的危害，即將決定停止4類喹諾酮類藥物在畜牧業的使用。“其他還有一些小分子的抗生素，其半衰期也很長，在自然界化學穩定性很好，長期微量攝入也有類似的導致耐藥結論。”
預測方法
“我國長期缺乏對抗生素使用的監管，每一種抗生素具體用到哪些地方、用了多少、有多少進入環境，做研究的人都不知道。”應光國說，這次課題的初衷就是搞清楚上述情況。
課題組選擇了市場調查+數據分析+模型模擬的方法。課題組對我國主要河流做了10年的流域調查，在數據積累的基礎上，這次選擇了36種最常被檢出的抗生素作為研究對象。
2014年開始，課題組從國家食藥監總局等部門提供的藥廠登記信息中，分別選擇了各種抗生素銷售量最大的5-10家企業作為代表，總共237家。課題組向這些企業購買了2013年的市場份額、銷售量等數據，從而計算出各類抗生素在不同區域的使用量和用途。
然後，參考代謝率、污水處理率等因素，進而計算出抗生素排放量。根據各流域的行政區劃組成，將各市、縣的數據相加，得到流域尺度的抗生素排放量和排放密度。最後，在排放量基礎上，再使用三級逸度模型，模擬預測了各抗生素在全國各流域的環境濃度。應光國課題組從2013年開始啟動本次課題，歷時兩年完成，“這也是建立在此前課題組大量研究獲得的基礎數據之上”。
預測結果
中科院南海海洋研究所副研究員徐維海指出，數據分析和模型模擬的結果肯定與真實環境有誤差，即便是實地監測，也會有枯水季與豐水季、不同河段點位的區別。不過他認為，應光國課題組研究所得的抗生素模擬濃度50%以上與監測結果在一個數量級以內，說明研究結論比較可靠。“能拿到這么多數據，反映出全國抗生素濃度的分布情況，這是沒有人做過的。”
廣州地化所研究員張乾表示，這一研究更重要的意義在於，反映了抗生素污染的時空規律。他介紹，這次研究建立了一個抗生素排放清單的平台，以後就可以代入數據做情景模擬，往前、往後都可以預測。“這次的研究成果傾向於靜態，下一步應該還會傾向於做抗生素污染的動態預測。”
徐維海介紹，現在對抗生素環境濃度的監測研究已經不是國內外學術界的重點。“抗生素殘留在環境中的暴露是確定的，現在的研究轉向對耐藥性，尤其是耐藥性基因的研究。”
