中国、Yangtze川デルタの統合デモンストレーションゾーンにおける典型的な抗生物質のマルチメディア運命モデルとリスク評価

人間と動物による抗生物質の広範な消費により、人間および動物の排泄物からの抗生物質残基は、生態環境と人間の健康に最終的に影響を与える家庭用下水および繁殖廃水を通じて環境に放出されます。この研究では、2013年から2019年までの空気、水、土壌、および堆積物中の10抗生物質の濃度は、Yangtze川デルタの統合デモンストレーションゾーンのQingpu地区で、動的レベルIV Fugacityモデルを開発することで予測されました。マルチメディアにおける抗生物質の分布と移動に対する季節的な環境要因（温度、降雨など）の影響も調査されました。シミュレーション結果は、10個の抗生物質が主に水と堆積物に存在していたことを示しています。空気、水、土壌、堆積物中の抗生物質の濃度は、0-7.629×10-14 ng/L、1.187×10-10-16.793 ng/L、1.042×10-14-3.500×10-11 ng/gでした。それぞれ8.015×10-12-14.188 ng/g。また、温度と降雨量の上昇により、抗生物質の移動速度が水と堆積物の段階への移動速度を下げることができることがわかった。清pu地区でのクロスメディアの移動と抗生物質の変換のフラックス分析は、移流が水中の抗生物質の主要な入力と出力経路であることを示しています。さらに、堆積物中の抗生物質の主要な入力と出力経路は、水から堆積物への沈降と分解でした。感度分析は、抗生物質放出、分解速度、およびKOCの特性が標的化学物質の最も影響力のあるパラメーターであることを示しています。モンテカルロ法に基づくリスク評価の結果は、堆積物中の抗生物質の全体的なリスクレベルが比較的リスクがないことを明らかにし、水中の抗生物質のリスクは、テトラサイクリン>β-ラクタム>フルオロキノロン>マクロライド>スルホンアミド>β-ラクタム>β-ラクタム>β-ラクタム>順に減少しました。

Due to the widespread consumption of antibiotics by humans and animals, antibiotic residues from human and animal excrements are released into the environment through domestic sewage and breeding wastewater, which ultimately affect the ecological environment and human health. In this study, the concentrations of 10 antibiotics in the air, water, soil, and sediment from 2013 to 2019 in Qingpu District of the integrated demonstration zone of the Yangtze River Delta were predicated by developing a dynamic Level IV fugacity model. The influence of seasonal environmental factors (e.g., temperature, rainfall) on the distribution and migration of antibiotics in multi-media was also explored. The simulation results show that the 10 antibiotics mainly existed in water and sediment. The concentrations of antibiotics in air, water, soil, and sediment were 0-7.629 × 10-14 ng/L, 1.187 × 10-10-16.793 ng/L, 1.042 × 10-14-3.500 × 10-11 ng/g and 8.015 × 10-12-14.188 ng/g, respectively. It was also found that the increase in temperature and rainfall can reduce the migration rate of some antibiotics into the water and sediment phases. The flux analysis of the cross-media migration and transformation of antibiotics in Qingpu District shows that advection was the prime input and output paths of antibiotics in the water. Moreover, the prime input and output paths of antibiotics in sediment were sedimentation from water to sediment and degradation. Sensitivity analysis shows that the characteristics of antibiotic emission, degradation rate, and Koc were the most influential parameters for target chemicals. The results of risk assessment based on Monte Carlo method reveal that the overall risk level of antibiotics in sediment was relatively risk-free, and the risk of antibiotics in water decreased in the order of tetracyclines > β-lactams > fluoroquinolones > macrolides > sulfonamides.