Аннотация:РАСПРОСТРАНЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ АНТИБИОТИКОВ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ (ОБЗОР) DISTRIBUTION AND BIOLOGICAL EFFECTS OF ANTIBIOTICS IN WATER ECOSYSTEMS (REVIEW)
Обзор посвящен проблеме экологического риска загрязнения водных экосистем в связи с неконтролируемым распространением антибиотических препаратов в окружающей среде. Проведен критический анализ литературы, посвященной источникам поступления и путям распространения наиболее широко применяющихся антибиотиков препаратов, характеристике их биодоступности, токсичности и биологических эффектов на компоненты водных экосистем. Загрязнение водной среды антибиотиками приводит в первую очередь к появлению устойчивых форм микроорганизмов, но существует высокий и недостаточно изученный риск других экологических эффектов, связанных с прямым токсическим действием, биоаккумуляцией и распространением антибиотиков по пищевым цепям. Описываются токсические эффекты антибиотиков, проявляющиеся на всех трофических уровнях, в которых мишенями служат представители разных таксономических групп. Подчеркивается, что развитие полирезистентности к антибиотикам связано с точечными источниками загрязнения водной среды. Из-за отсутствия современных аналитических и методических возможностей в ряде регионов существуют критические пробелы в информации о содержании антибактериальных препаратов в поверхностных водах. Для повышения надежности характеристик и условий экологического риска загрязнения водных экосистем антибактериальными препаратами предлагается применять методы гибридного моделирования, включающие экспериментальные модели с мезокосмами в сочетании с прогностической оценкой на основе машинного обучения и нейронных сетей. Особое внимание при этом следует обратить на учет степени эвтрофированности водоемов и содержания растворенного органического вещества.
Ключевые слова: антибиотики, микроорганизмы, резистентность, водные экосистемы, токсичность, экологический риск
The review is devoted to the problem of the environmental risk of pollution of aquatic ecosystems due to the uncontrolled spread of antibiotics in the environment. A critical analysis of the literature on the sources of supply and the distribution paths of the most widely used antibacterial drugs, the characteristics of their bioavailability, toxicity and biological effects on the components of aquatic ecosystems has been carried out. Contamination of the aquatic environment with antibiotics leads primarily to the emergence of resistant forms of microorganisms, but there is a high and insufficiently studied risk of other environmental effects associated with direct toxic effects, bioaccumulation and the spread of antibiotics in the food chain. Toxic effects of antibiotics are described, which manifest themselves at all trophic levels in which representatives of different taxonomic groups serve as targets. It is emphasized that the development of polyresistance to antibiotics is associated with point sources of water pollution. Due to the lack of modern analytical and methodological opportunities in a number of regions, there are critical gaps in information on the content of antibacterial drugs in surface waters. To improve the reliability of the characteristics and conditions of the environmental risk of contamination of aquatic ecosystems with antibacterial drugs, it is proposed to apply hybrid modeling methods, including experimental models with mesocosms in combination with prognostic evaluation based on machine learning and neural networks. Particular attention needs to be taken into account the degree of eutrophication and the content of dissolved organic matter.
Key words: antibiotics, microorganisms, resistance, aquatic ecosystems, toxicity, environmental risk
