河北省典型蔬菜地土壤中抗生素抗性基因的分布特征及其风险评估

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes，ARGs)作为一种新型环境污染物，已广泛存在于多种环境介质中，对生态安全和人体健康构成潜在威胁。其中，农业生产活动中大量畜禽粪肥的施用，使得农田土壤成为ARGs的重要储存库。农田土壤中ARGs会转移至农产品中，随农产品的食用，尤其是可生食蔬菜进入人体，给人类健康带来潜在风险。本研究选取河北省典型蔬菜地为研究区域，采集不同施肥类型的蔬菜地土壤样品，利用实时荧光定量PCR技术，解析土壤中四环素类ARGs(tetA、tetC、tetG、tetL、tetM、tetO、tetQ、tetW)、磺胺类ARGs(sul1、sul2)以及I类整合酶基因(intI1)的分布特征。结果表明，蔬菜地土壤中ARGs总丰度范围为3.30×107～3.42×1010 copies/g(干土)，磺胺类ARGs的平均丰度[2.59×109 copies/g(干土)]高于四环素类ARGs[3.78×108 copies/g(干土)]。果蔬类蔬菜土壤中ARGs 平均丰度[7.13×109 copies/g(干土)]高于叶菜类[1.08×109 copies/g(干土)]和根茎类[6.98×108 copies/g(干土)]。施加畜禽粪肥土壤中ARGs平均丰度[5.23×109 copies/g(干土)]显著高于未施加粪肥土壤[2.43×108 copies/g(干土)]，说明畜禽粪肥的施用可以显著增加土壤中ARGs丰度。土壤中intI1基因绝对丰度范围为7.90×105～3.21×109 copies/g(干土)，平均丰度为 9.63×108 copies/g(干土)。根据ARGs、intI1 基因与土壤理化性质Spearman相关性分析结果表明，有机质和总氮分别与tetA、tetG、tetL、tetM、tetO、tetQ、tetW、sul1、sul2 和intI1基因呈显著正相关(P＜0.05，P＜0.01)，表明土壤中有机质和总氮含量会影响ARGs的分布。intI1基因与四环素类ARGs(tetA、tetC、tetL、tetM、tetO、tetQ)和磺胺类ARGs(sul1、sul2)均呈显著正相关(P＜0.05，P＜0.01)，说明intI1 基因在ARGs的传播扩散中起着重要作用。此外，根据健康风险评价法评估土壤ARGs的潜在人体健康风险，得出蔬菜地土壤中ARGs人体日均暴露剂量[儿童 3.59×104 copies/(g·day)，成人 5.06×103 copies/(g·day)]远高于风险背景值[儿童36.63 copies/(g·day)，成人5.17 copies/(g·day)]，表明蔬菜地土壤ARGs对人体造成的潜在健康风险不容忽视。其中，手-口直接摄入土壤ARGs 的暴露剂量高于呼吸吸入和皮肤接触。本研究旨在为评估蔬菜地土壤中ARGs污染现状积累基础数据，为土壤中ARGs风险管控提供科学依据。