抗生素，是指由微生物(包括細(xì)菌、真菌、放線菌屬)或高等動植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其他活性的一類次級代謝產(chǎn)物，能干擾其他生活細(xì)胞發(fā)育功能的化學(xué)物質(zhì)。臨床常用的抗生素有微生物培養(yǎng)液中的提取物以及用化學(xué)方法合成或半合成的化合物，主要用于治療各種細(xì)菌感染或致病微生物感染類疾病，因此，抗生素為人類健康事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn)。

這些在水環(huán)境中長期存在的抗生素會誘導(dǎo)微生物的耐藥性，并最終通過食物鏈對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在威脅，這就需要從各個方面對抗生素進(jìn)行風(fēng)險評估，為水環(huán)境污染物的排放和治理提供參考依據(jù)，因此，亟需一種水環(huán)境中抗生素生態(tài)風(fēng)險評估系統(tǒng)及方法。

針對上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種水環(huán)境中抗生素生態(tài)風(fēng)險評估系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種水環(huán)境中抗生素生態(tài)風(fēng)險評估系統(tǒng)，包括對水環(huán)境中的抗生素種類進(jìn)行監(jiān)測并建立抗生素監(jiān)測名單的水環(huán)境監(jiān)測模塊、對監(jiān)測出的抗生素開展篩查的初篩模塊、對目標(biāo)抗生素進(jìn)行持久性、生物累積性、水生生物毒性、微生物耐藥性評估的環(huán)境暴露與危害評估模塊、高層級評估模塊以及對目標(biāo)抗生素進(jìn)行評級的生態(tài)風(fēng)險評級模塊；初篩模塊對水環(huán)境監(jiān)測模塊建立的監(jiān)測名單中各抗生素的水?正丁醇分配系數(shù)、環(huán)境抗生素濃度以及特殊毒性進(jìn)行初篩；

環(huán)境暴露與危害評估模塊包括持久性評估單元、累積性評估單元、毒性評估單元、耐藥性評估單元；采用數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)合預(yù)測模型的方法獲得抗生素的半衰期t1/2，所述持久性評估單元根據(jù)t1/2值的大小確定目標(biāo)抗生素環(huán)境持久性水平的風(fēng)險標(biāo)簽，當(dāng)t1/2<60時，認(rèn)為抗生素為非持久性，終止評估；當(dāng)t1/2>60時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為P；

累積性評估單元根據(jù)生物體內(nèi)污染物的平衡濃度與其生存環(huán)境中該污染物濃度的比值計算富集系數(shù)，并根據(jù)富集系數(shù)的大小確定目標(biāo)抗生素生物累積性的風(fēng)險標(biāo)簽，其中，富集系數(shù)用BCF表示，當(dāng)BCF<10時，認(rèn)為抗生素不具有高生物富集傾向，終止評估；當(dāng)BCF≥10時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為B；

毒性評估單元通過計算目標(biāo)化合物在環(huán)境中檢測的濃度與該受試物種的預(yù)測無效應(yīng)濃度的比值得到風(fēng)險商，并根據(jù)受試物種風(fēng)險商的大小確定目標(biāo)污染物的生態(tài)風(fēng)險的風(fēng)險標(biāo)簽，其中，受試物種風(fēng)險商用RQT表示，當(dāng)RQT<0.1時，低風(fēng)險，終止評估；當(dāng)RQT≥0.1時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為T；

耐藥性評估單元通過耐藥性風(fēng)險商值的大小確定目標(biāo)污染物的微生物耐藥風(fēng)險的風(fēng)險標(biāo)簽，其中，耐藥性風(fēng)險商值用RQR表示，當(dāng)RQR<0.1時，低風(fēng)險，終止評估；當(dāng)RQR≥0.1時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為R；

高層級評估模塊對風(fēng)險標(biāo)簽為R的抗生素品種開展高層級評估，并得出風(fēng)險管控值；

生態(tài)風(fēng)險評級模塊通過環(huán)境暴露與危害評估模塊的評估結(jié)果對水環(huán)境抗生素生態(tài)風(fēng)險水平由高到低劃分為四類，分別為：I類：抗生物同時具有P、B、T以及R四個風(fēng)險標(biāo)簽；II類：抗生物同時具有上述任意三個風(fēng)險標(biāo)簽；III類：抗生素同時具有上述任意兩個風(fēng)險標(biāo)簽；IV類：抗生物具有上述任意一個風(fēng)險標(biāo)簽。

本發(fā)明還公開了上述抗生素生態(tài)風(fēng)險評估系統(tǒng)的評估方法，包括以下步驟：

S1、通過水環(huán)境監(jiān)測模塊對目標(biāo)流域、海域或水功能區(qū)開展抗生素生產(chǎn)、使用及排放的背景調(diào)研，確定抗生素或其衍生物的監(jiān)測名單，依照監(jiān)測名單開展環(huán)境監(jiān)測；

S2、通過初篩模塊對水環(huán)境監(jiān)測模塊建立的監(jiān)測名單中各抗生素的水?正丁醇分配系數(shù)、環(huán)境抗生素濃度以及特殊毒性進(jìn)行初篩，抗生素的水?正丁醇分配系數(shù)用kow表示，環(huán)境抗生素濃度用MEC表示，當(dāng)滿足LogKOW≥3.5、MEC≥10ng/L或報告特殊毒性的其中一項條件，則進(jìn)入環(huán)境暴露與危害評估模塊評估階段，否則終止評估；

S3、采用數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)合預(yù)測模型的方法獲得抗生素的半衰期t1/2，當(dāng)t1/2<60d時，認(rèn)為抗生素為非持久性；當(dāng)60d180d時，認(rèn)為抗生素為高持久性，然后，通過持久性評估單元確定目標(biāo)抗生素環(huán)境持久性水平的風(fēng)險標(biāo)簽，當(dāng)t1/2>60時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為P；

S4、累積性評估單元根據(jù)富集系數(shù)的大小確定目標(biāo)抗生素生物累積性的風(fēng)險標(biāo)簽，富集系數(shù)用BCF表示，當(dāng)BCF<10時，認(rèn)為抗生素不存在持續(xù)輸入源，終止評估；當(dāng)BCF≥10時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為B；

S4、毒性評估單元根據(jù)受試物種風(fēng)險商的大小確定目標(biāo)污染物的生態(tài)風(fēng)險的風(fēng)險標(biāo)簽，其中，受試物種風(fēng)險商用RQT表示，當(dāng)RQT<0.01時，無風(fēng)險，終止評估；當(dāng)RQT≥0.01時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為T；

S5、耐藥性評估單元通過耐藥性風(fēng)險商值的大小確定目標(biāo)污染物的微生物耐藥風(fēng)險的風(fēng)險標(biāo)簽，其中，耐藥性風(fēng)險商值用RQR表示，當(dāng)RQR<0.01時，無風(fēng)險，終止評估；當(dāng)RQR≥0.01時，判定抗生素的風(fēng)險標(biāo)簽為R；

S6、對于具有微生物耐藥風(fēng)險的抗生素品種，推薦采用微宇宙法開展高層級評估；

S7、生態(tài)風(fēng)險評級模塊通過環(huán)境暴露與危害評估模塊的評估結(jié)果對水環(huán)境抗生素生態(tài)風(fēng)險水平由高到低劃分為四類，分別為：I類：抗生物同時具有P、B、T以及R四個風(fēng)險標(biāo)簽；II類：抗生物同時具有上述任意三個風(fēng)險標(biāo)簽；III類：抗生素同時具有上述任意兩個風(fēng)險標(biāo)簽；IV類：抗生物具有上述任意一個風(fēng)險標(biāo)簽。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)本發(fā)明公開了一種水環(huán)境中抗生素生態(tài)風(fēng)險評估系統(tǒng)，通過對目標(biāo)水環(huán)境中的抗生素進(jìn)行監(jiān)測、篩查、危害評估以及生態(tài)風(fēng)險評級，為水環(huán)境抗生素污染物監(jiān)測和評估提供科學(xué)指導(dǎo)，并為水環(huán)境污染物的排放和治理提供科學(xué)依據(jù)。

(2)本發(fā)明的環(huán)境暴露與危害評估模塊對抗生素從持久性、累積性、毒性以及耐藥性四個方面進(jìn)行評估，若其中一項指標(biāo)顯示中風(fēng)險以上，則對該抗生素品種賦予相應(yīng)的風(fēng)險標(biāo)簽，對具有風(fēng)險標(biāo)簽的目標(biāo)抗生素開展持續(xù)監(jiān)測、源頭分析和源頭管控，對于點(diǎn)源引起的污染，可采用查處、限期整改等行政手段；對于面源引起的污染，可在相關(guān)地區(qū)限用或禁用高生態(tài)風(fēng)險抗生素種類。