Химическая судьба и распределение антибиотиков в водной среде: обзор

Антибиотики в водной среде представляют серьёзную проблему из-за распространения устойчивости к ним. Долгосрочное воздействие антибиотиков на водные экосистемы неизвестно. В окружающую среду антибиотики могут поступать из разных источников, в том числе с очистных сооружений сточных вод, сельскохозяйственным стоком, больничными сточными водами и фильтратом полигонов отходов. Концентрации антибиотиков в водной среде значительно различаются. По данным исследований, содержание фторхинолонов, тетрациклинов, макролидов, сульфаниламидов и пенициллинов в пробах стоков после очистки достигало соответственно 2900, 1500, 9700, 21 400 и 1600 нг/л. Однако концентрации существенно различаются в разных странах и зависят от ряда факторов, включая сезонные колебания, особенности назначения препаратов и режим работы очистных сооружений. Аналогичным образом, концентрации, при которых отмечаются экологические эффекты, сильно различаются у разных антибиотиков, в том числе внутри одного класса. При этом расчётные концентрации для рассматриваемых антибиотиков часто были ниже 1000 нг/л. Это указывает на потенциально вредное воздействие антибиотиков на окружающую среду при их поступлении туда с очищенными сточными водами. Антибиотики обычно обладают выраженными гидрофильными свойствами, однако в водной среде они могут ионизироваться, образуя заряженные структуры: катионы, цвиттер-ионы и анионы. Некоторые классы, в частности фторхинолоны и тетрациклины, могут адсорбироваться на твёрдых матрицах, включая почву, донные отложения и осадок сточных вод, что затрудняет полное понимание их химической судьбы в водной среде. Коэффициент адсорбции (K) различается у разных классов антибиотиков; наиболее высокие значения K отмечены для тетрациклинов и фторхинолонов. Приведённые в литературе значения K для фторхинолонов, тетрациклинов, макролидов и сульфаниламидов составляют соответственно 54 600, 7600, 130 и 1,37 л/кг. На K могут влиять такие факторы, как pH среды, тип твёрдой матрицы (донные отложения, почва или осадок сточных вод) и ионная сила; поэтому для одного и того же соединения в литературе приводятся разные значения. Environ Toxicol Chem 2021;40:3275–3298. © 2021 SETAC.