药物饲料添加剂对环境影响的研究进展

1、药物饲料添加剂对环境影响的研究进展    药物残留主要是由于不合理使用药物治疗动物疾病和作为饲料药物添加剂饲喂动物而引起的。饲料添加剂可以改善畜禽健康状况、提高繁殖力和生产性能,并通过调节采食量及提高营养物质和能量的消化率，提高饲料转化率和营养物质的利用效率。因此，饲料添加剂已成为动物生长、繁育和预防疾病等不可缺少的组成部分。但由于使用不当和认识上的偏差，滥用和超标使用药物饲料添加剂的现象十分严重。药物饲料添加剂已是猪肉中药物残留的主要来源。兽药残留也是影响禽肉出口的三个关键风险因子之一。发达国家很早就开始关注兽药残留问题。大多数国家在评价和使用添加剂时

2、均以JECFA(食品添加剂联合专家委员会)的建议作为指导原则。JECFA是一个毒理学的国际专家小组，此小组在1987年第32次会议报告了有关兽药残留的毒性评价，并把目前的兽药残留分为7类:抗生素类、驱肠虫药类、生长促进剂类、抗原虫药类、灭锥虫药类、镇静剂类和-肾上腺素能受体阻断剂。我国对兽药残留的研究工作起步较晚，随着人民生活水平的提高，动物性食品的安全和卫生问题已引起人们的普遍关注，国家有关部门也非常重视，做了许多监控方面的工作。兽药在生态环境中的残留，即动物在使用药物以后，药物将以原形化合物或代谢产物的方式从粪、尿等排泄物进入生态环境，造成环境土壤、表层水体、植物和动物等的兽药蓄积或残留。

3、对这个问题，国外从20世纪七八十年代已开始广泛研究，取得了许多重要的成果。但我国对兽药在环境中的蓄积、转移、转化和对各种生物的影响还缺乏研究，目前仅有少数高校开展这方面的试验和研究。本文就抗生素类、生长促进剂类饲料添加剂对环境的影响及其替代物中草药饲料添加剂的研究进展进行论述，以期引起人们对饲料添加剂对环境影响的重视。1 药物饲料添加剂对环境的影响1.1 药物饲料添加剂在动物性食品中的残留现状及其危害性近几年我国畜产品安全质量问题十分突出，畜产品污染和有毒有害物质残留问题相当严重，对人类的健康和公共卫生构成威胁。其直接毒性作用，如引起急慢性毒性作用、过敏反应、激素样作用及致畸、致癌和致突变作用

4、。近几年最突出的是盐酸克伦特罗残留问题。2001年，农业部对北京、天津、上海、深圳4城市猪肉中盐酸克伦特罗残留情况进行了3次抽查，不合格率分别为28.9%、42%、2%、29.5%，并且多次造成大面积人员中毒，中毒者出现胸闷、气喘、心悸、出汗、手足颤抖、摇头等症状。其它如氯霉素能引起人骨髓造血机能的损伤；磺胺类能破坏人的造血系统、诱发人的甲状腺癌；已烯雌酚能引起女性早熟和男性的女性化等等。间接作用，抗菌药物残留会造成病原菌的耐药性增加，对人类胃肠道正常菌群产生不良的影响，致使正常菌群平衡被破坏；而有些致病菌可能大量繁殖，从而危害人类健康，也增加了人类疾病的治疗难度。1996年有人统计，从动物中

5、分离的沙门氏菌，耐四环素的比例分别为：家禽10%、猪58%、牛85%；耐链霉素的比例分别为：家禽8.8%、猪44%、牛34%。 现已证实，人与人之间、动物与动物之间均存在耐药基因的传递问题。如那些本身与抗生素没有直接接触，但却与正在或曾与抗生素接触的人是近邻的人，均发现携带有大量耐药质粒。而住在世界上从未使用过抗生素地区的人群体内，也发现了这些质粒。动物的情况也与人相似。而关于人和动物之间耐药质粒的传递问题一直存在着争议。但有一些实验已经证实了耐药基因是可以在人和动物之间相互传递的。1997年日本发生O-157大肠杆菌风波及沙门氏菌中毒事件，后被证明与畜禽致病菌及其耐药性有关。 同时，畜产品质

6、量安全问题也严重影响了我国畜产品的进出口贸易。近年来，我国畜产品因动物疫病、兽药超标而被进口国拒绝、扣留、退货、索赔和终止合同的事件时有发生。兽药残留是影响出口禽肉三个关键风险因子之一。我国出口的禽肉被进口国检出违禁药物与许可药物残留超标情况：瑞士于2002年4月5日宣布从山东5家禽肉加工厂进口的禽肉中检出氯霉素残留，土霉素与恩洛沙星残留超标，并暂停从这些工厂进口禽肉产品；日本自2001年6月8日连续37次从我国20多家加工厂出口的禽肉中检出磺胺喹恶啉与克球粉，日本后生劳动省2001年12月建议国家质检总局暂停这些加工厂对日本出口禽肉；欧盟2002年1月30日通过2002/69/EC决议，宣布

7、欧盟因“中国动物及动物源食品中残留物监控计划”不符合欧盟的要求，决定自2002年2月1日暂停进口中国所有动物源食品。1.2 药物饲料添加剂在生态环境中的残留现状及其危害性动物用药以后，药物以原形或代谢物的形式随粪、尿等排泄物排除，残留于环境中。随着集约化畜牧业的发展，家畜的疾病也越来越复杂，兽药和饲料添加剂的使用量也日渐增加。在丹麦，每年兽药和饲料添加剂的消费总量为165，其中100作为猪场的促生长调节剂；13用于家禽的球虫防治。欧共体每年抗生素的消耗量达5 000，其中四环素的用量达2 300。在我国，据估计，一个万头猪场每年向环境中排泄的金霉素等原形药物约300500kg。兽药和饲料添加剂

8、的大量使用带来的负面影响：一方面，大量的外源性化学物(xenobiotics)进入畜产品中，使动物性食品中药物残留越来越严重，对人类的健康和公共卫生构成威胁；另一方面，各类大型养殖场的动物使用兽药和饲料添加剂后，大部分以原药和代谢产物的形式经动物的粪便和尿液进入生态环境中，对土壤环境、表层水体等生态环境带来不良影响，并通过食物链对生态环境产生毒害作用，影响其中的植物、动物和微生物的正常生命活动，最终将影响人类的健康，其不良后果不容忽视。由于大量抗生素和化学药品的使用，环境中残留的药物种类逐年增加。以丹麦为例，1996年，在自然环境样本中检测到25种药物1999年，这个数字上升到68种。由于新药

9、的不断出现，这个数目仍然有增加的趋势，这意味着药物对环境的影响已接近于农药。在德国的40条河流中，检测发现有31种药物和5种代谢产物存在于水体中，残留药物的最高浓度为6.3/l，并在饮水中检测到9种药物。因此，随着世界各国环保意识的增强，人们越来越关注兽药在环境中的蓄积、转移、转化和对各种生物及人类健康的影响，并在国际上形成了一个新的研究热点。1.2.1 抗生素在生态环境中的残留现状及其危害性1.2.1.1 在动物组织中蔡秀成等（2000）对吉林省的长春、德惠、榆树等市市场销售的肾脏进行检验，土霉素超标率达52.38%，最大值高出卫生标准51倍；张莉琴（1999）、常建军（2000）测得西宁市

10、市售鲜牛乳中抗生素阳性率分别为2%、11.7%和5.3%。美国食品药物检查局检验报告提出，食品含毒成分95%来自肉、鱼、蛋和乳制品，其中以牛肉、猪肉的内脏食品最为重要。并提出少食含农药、杀虫剂、抗生素等成分的动物肉及内脏，至少可以减少高血压、痛风症、关节炎、心脑血管疾病和癌症的发病率。另外，长期使用和引入抗生素，可能破坏人体内自身免疫机制，还有可能使人类产生基因突变、畸形、癌症等现象。1.2.1.2 在环境中Hamscher G等报道，在用动物排泄物施肥的土壤040的表层，检测到了土霉素和金霉素的残留，其最大浓度竟分别高达32.3/和26.4/。低剂量的抗菌药长期排入环境中，会造成敏感菌耐药性

11、的增强，耐药基因不但可以贮存于水环境中，而且可以通过水环境扩展和演化。Wollen berger L等报道，分别用畜禽常用的抗菌药如甲硝唑、喹乙醇、萘啶酸、土霉素、泰妙霉素、泰乐菌素对甲壳细水蚤进行试验，结果发现，喹乙醇对甲壳细水蚤的急性毒性最强，对水环境有page_break潜在的不良作用。Strong L等报道，阿维菌素、伊维菌素和美倍霉素在粪便中能保持8周的活性，对草原中的多种昆虫及堆肥周围的多种昆虫都有强大的抑制或杀灭作用。张跃华等研究了6种不同浓度的阿维菌素对土壤微生物活动的影响。结果表明，当阿维菌素的浓度达到125/kg以上时，对土壤微生物的种群数量和细菌、真菌、放线菌的生长速度有

12、明显的抑制作用。有研究表明，施用动物粪肥和污泥后，农作物产量降低。这除了与氮和重金属的过度使用有关外，在某种情况下也与粪肥和污泥中的药物有关。1.2.2 生长促进剂在生态环境中的残留现状及其危害性养殖户中普遍认为，“猪吃了就睡，拉黑粪，皮肤红”的饲料才是好饲料，即消化吸收好、质量高。其实这是一种误导，这种误导逼得大家竞相向饲料中添加或超量添加铜制剂、砷制剂。目前畜禽日粮中铜和锌的添加量绝大多数超过了其适宜的需要量。以养猪大省的四川为例，按其饲料产量估计，通常满足动物营养需要的硫酸铜为180t/月，但实际使用量高达3 0004 000t/月，每月约有2 7003 500t排泄到环境中。研究表明，

13、当饲料中铜含量大于10mg/kg而低于250mg/kg时，肝铜沉积成倍增加。用含铜250mg/kg的饲料喂养30kg中猪2个月，猪肝中铜含量可达185mg/kg，远远超过了人的食品卫生标准（25mg/kg）。人若长期食用此类高残留的动物产品，必然在人体沉积，可增加机体内自由基水平，改变脂类代谢，导致动脉粥样硬化并加速细胞的老化和死亡。当铜含量达100mg/kg时可破坏蛋白质结构，使微生物蛋白质变性而死亡。随动物粪便排泄的大量铜，使粪池中微生物减少，微生物作用降低，使粪便臭味增加；施用到土壤中，随着土壤中铜含量增加，微生物减少，造成土壤板结，土壤肥力下降；排到水体，铜对水生生物毒性很大，在水中浓

14、度为0.5mg/kg时，能使35%100%的原生淡水植物死亡。 近几年来，有些媒体片面强调了砷元素的保健和促生长功能，而对砷制剂造成的环境污染等负面效应只字不提。砷是一种剧毒物质，也是一种致癌因子，它可以在自然界被代谢分解掉。据测算，一个万头猪场按美国FAD规定允许使用的砷制剂用量计算，若连续使用含砷药物而不在粪便处理中采取任何措施，那么58年之后，将可能向周围土壤排放出1t的砷，16年后土壤中含砷量将增加一倍（我国土壤砷的背景值平均为9.2mg/kg）。另据报道：土壤中含砷量每升高1g/g，则农作物（甘薯块）中砷含量上升0.28g/g。按此值推算，不足10年该地区所产农作物的含砷量会全部超过

15、国家食品卫生标准。大量的研究表明，砷对癌症（特别是皮肤癌和肺癌）的诱发率较高。已有研究表明，砷、铜对鲤鱼产生致突变作用，并具时-效、量-效关系；长期的铜污染对幼鱼的生长及繁殖具有毒害影响；铜还可抑制月形藻、蛋白核小球藻和斜生栅藻等的生长。2 中草药饲料添加剂替代药物饲料添加剂的研究目前，许多国家纷纷通过立法对越来越多的抗生素品种加以禁止，如德国从1999年下半年开始禁止在饲料中添加所有抗生素；欧盟委员会立法从1999年7月1日起，禁止在饲料中添加杆菌肽、螺旋霉素、维吉尼亚霉素、泰乐菌素4种抗生素；1998年12月在哥本哈根召开的“抗生素和生长促进剂”的会议上，与会者的意见表明，在未来的10年里

16、将逐渐淘汰抗生素添加剂。为了促进我国畜牧业的可持续发展，应该寻求其它无危害的促生长剂，限制并逐步取消高剂量使用铜、锌等微量元素。鉴于此，资源丰富、历史悠久的中草药以其免疫活性物质能增强机体免疫机能，提高动物抗应激、抗疾病能力，改善动物生产性能，且具有无残留、不易产生耐药性等优点，成为近年来国际动物营养学研究的一大热点。中草药可解决长期困扰畜牧业发展的抗生素残留问题，提高生产率，减少畜牧业对环境的污染；发展绿色畜牧业，满足人民对食品安全的需求；缩小我国畜牧业与发达国家的差距，增强我国畜产品在国际市场的竞争力；减少加入WTO对我国畜牧业的冲击，具有重要的现实意义。2.1 中草药饲料添加剂替代药物饲

17、料添加剂对畜禽生产性能的影响我国中草药药源广泛、资源丰富。研究证明，目前可用于饲料添加剂的中草药已达300余种。近年来国内外的研究和实践表明，中草药饲料添加剂具有以下优点：非特异性抗菌作用。中草药不但能直接抑菌杀菌，不产生耐药性，而且能够调节和提高机体免疫力。在畜禽体内残留量低。中草药作为天然物质，在畜禽体内残留甚微，这是中草药添加剂的一大优势。中草药具有多种营养成分和生物活性物质。作为添加剂，中草药既有药物作用又有营养作用，即可防病治病，又能提高生产性能。2.2 中草药饲料添加剂替代药物饲料添加剂对生态环境的积极影响中草药饲料添加剂的使用也可提高畜禽体对矿物质的利用率，降低了全价饲料中矿物质

18、类添加剂的使用量，从而减轻畜禽排泄物中无机金属元素对环境的污染。另外，植物性中草药中芳香草本和辛辣香料中的有效成分可促进畜禽肠道内挥发性脂肪酸的产生，从而改善肠道微生物区系的均衡，起到抑制有害菌群生长和氨气生长的作用，从而控制粪便气味和氨味，限制结合氮的活性。曾正清等（2003）在猪日粮中添加乳酸链球菌和蚯蚓粉对其生产性能及粪便中臭气化合物的影响进行研究，从试验结果中可看出，蚯蚓粉和乳酸链球菌降低了粪便pH值，从而降低了粪便中的氨气挥发量，使臭味降低。 美国的Autech公司、瑞士的Prorimi公司已研究出一种沙漠中生长的丝兰属植物提取物，这种提取物有两个活性成分，一个可与氨气结合，另一个可与H2S、甲基吲哚等有害气体结合。将其加入到饲料中，可以减少粪便臭气。它对肠道内微生物具有协同作用，可帮助分解饲料，提高胃肠消化机能，促进营养成分吸收，并达到抑制尿素的分解，减少排粪中氨气量40%60%。亚里士多德大学（1990）报道，在猪饲料中添加250g/t、500g/t和含5%精油的薄荷提取物，日增重和饲料转化率可提高6.5%10.5%和12%17%，并且可以降低粪便中氮排除量，显著降低臭味。 3 结束语药物饲料添加剂的滥用与超标使用，严重影响了食品安全，对环境的负面影响也日益显现。用中草药饲料添加剂替代抗生素和