圣保罗大学农业核能中心 (CENA-USP) 的科学家在巴西圣保罗州主要河流之一的皮拉西卡巴河中发现了多种抗生素的残留物。他们的研究发表在《欧洲环境科学》上，还研究了这些药物如何在鱼类体内积聚，以及一种名为 Salvinia auriculata 的常见水生植物是否有助于减少污染。
该项目由 Patricia Alexandre Evangelista 领导，并由 FAPESP 资助。研究人员将环境监测与污染物积累、水生生物遗传损伤和植物修复（利用植物去除环境污染物的过程）的实验结合起来。这种更广泛的方法帮助团队评估生态风险，同时探索与人类医学和畜牧生产相关的污染的可能的低成本解决方案。
样本是在圣玛丽亚达塞拉大坝和巴拉博尼塔水库附近采集的，皮拉西卡巴河流域的污染物往往在该地区积聚。该地区接收经过处理的污水、家庭废水、农业径流以及与养鱼和养猪相关的废物。
Dry Season Intensifies Antibiotic Pollution
研究人员分析了雨季和旱季的水、沉积物和鱼类样本。监测范围包括四环素类、氟喹诺酮类、磺胺类和酚类等 12 种常用抗生素。 “结果显示出明显的季节性模式。在雨季，大多数抗生素的浓度低于检测限。然而，在旱季，当水量减少且污染物浓缩时，会检测到不同的化合物，”Evangelista 说。
水中的浓度以纳克每升为单位，而沉积物浓度则达到微克每公斤。在沉积物中发现的一些化合物，包括恩诺沙星和磺酰胺，其浓度高于世界各地类似研究报告的浓度。
研究人员表示，沉积物就像这些污染物的储存区，因为它含有大量的有机物和磷、钙和镁等营养物质。随着时间的推移，这些抗生素可能会释放回环境中。
Banned Antibiotic Detected in Fish
“该研究最重要的发现之一是在巴拉博尼塔地区当地渔民收集的兰巴里鱼（Astyanax sp.）中检测到了氯霉素。氯霉素是一种抗生素，巴西禁止在牲畜中使用，正是因为其毒性相关的风险，”研究人员表示。
这种禁用抗生素仅在旱季才被发现，浓度达到每公斤数十微克。由于兰巴里鱼在该地区普遍出售和食用，因此研究结果表明人类可能通过食物消费途径接触该鱼。
伊万格利斯塔说，选择氯霉素和恩诺沙星进行实验室测试是因为它们对环境的重要性和健康的相关性。 “恩诺沙星广泛用于畜牧业，包括水产养殖以及人类医学。另一方面，氯霉素尽管被禁止用于食品动物，但仍用于人类，并且是持续污染的历史标志，”她解释道。
Aquatic Plant Removes Some Antibiotics
除了识别污染之外，研究人员还测试了鼠尾藻（Salvinia auriculata）这种漂浮的水生植物是否经常被认为是一种滋扰。物种，可以帮助清洁被污染的水。
在实验室实验中，植物暴露于环境浓度和浓度高100倍的恩诺沙星和氯霉素中。科学家们使用碳 14 放射性标记化合物来精确追踪抗生素在水、植物和鱼类中的移动位置。
“结果表明，鼠尾草在去除恩诺沙星方面效率很高。在植物生物量较高的处理中，几天内就从水中去除了超过 95% 的抗生素。该化合物的半衰期降至约两到三天。对于氯霉素，去除速度较慢且部分。该植物能够从水中去除 30% 至 45% 的抗生素，半衰期为 16 至 20 天，这表明该化合物在环境中的持久性更强，”研究人员报告道。
放射自显影测试的图像显示，两种抗生素主要积聚在植物的根部，这表明根部吸收和根际过滤是清理过程的核心。
Fish Absorption and 脱氧核糖核酸 Damage
更复杂的发现之一涉及鱼类如何吸收抗生素。对照研究表明，降低水中抗生素的浓度并不总是会减少鱼类的吸收。
恩诺沙星大部分溶解在水中，被兰巴里鱼相对较快地消除，半衰期约为 21 天。它的生物浓缩系数较低，这意味着它不太可能在组织中积聚。氯霉素表现不同。它在鱼体内的保留时间要长得多，半衰期超过 90 天，并且生物浓缩系数高，表明在组织中的保留能力更强。
鼠尾草的存在也改变了鱼吸收药物的方式。尽管这种植物降低了水中的抗生素水平，但鱼类有时会更快地吸收这些化合物。研究人员认为，这种植物可能会将抗生素部分转化为更容易被水生生物吸收的形式。
“这表明，利用植物作为污染物的‘海绵’并不是一件小事。大型植物的存在改变了整个系统，包括生物体与污染物接触的方式，”Evangelista 指出。
研究小组还检查了鱼类的基因损伤。氯霉素显着增加 DNA 损伤，包括微核形成和血细胞核异常。然而，当存在耳叶槐时，损害下降到接近对照组的水平。对于恩诺沙星，该植物并没有显着减少有害的遗传效应。
“我们提出的解释是，就氯霉素而言，植物可能会产生较少的遗传毒性副产物或将抗氧化化合物释放到根际，从而减少鱼类的氧化应激。另一方面，恩诺沙星在化学上更稳定，可能会产生持久且具有潜在毒性的代谢物，其作用不会被大型植物中和，”研究人员评论道。
Promise and Limits of Natural Cleanup Strategies
Evangelista 强调，Salvinia auriculata 不应被视为抗生素污染的完整解决方案。该研究展示了优点和局限性。其中一个主要问题是受污染植物材料的处理。如果这些植物没有得到适当的移除和处理，它们可能会将抗生素释放回环境中，成为另一个污染源。
即便如此，研究结果表明水生植物可能成为负担得起的、基于自然的清理策略的一部分，特别是在臭氧化和氧化技术等先进处理方法过于昂贵的地区。
“研究表明，这个问题是真实的、可测量的且复杂的。任何解决该问题的策略都必须不仅考虑污染物的去除，还必须考虑其生物和生态影响，”研究人员总结道。
“皮拉西卡巴河的水、沉积物和鱼类中抗生素残留的检测显示了人类活动的危害性。微生物对抗生素的耐药性可能导致环境中超级细菌的出现。这项研究通过低成本的环境解决方案取得了积极成果，使人们能够更好地了解水生生态系统的综合功能以及使用有效的自然技术来减轻影响，”Evangelista 研究主管兼该书的合著者 Valdemar Luiz Tornisielo 补充道。文章。
参考资料：“利用生物累积和植物修复评估和减轻天然水域抗生素污染的综合方法”，作者：Patricia Alexandre Evangelista、Ítallo Cristian da Silva de Oliveira、Felipe Machado de Oliveira Lourenço、Nicoli Gomes de Moraes、Rodrigo Floriano Pimpinato、Henrique Alves de Moraes、Walther Henrique Almeida梅内吉尼和瓦尔德马·路易斯·托尼西洛，2025 年 12 月 19 日，Environmental Sciences Europe。
DOI: 10.1186/s12302-025-01275-7