太湖贡湖湾水域抗生素污染特征分析与生态风险评价

为评估太湖贡湖湾水域抗生素污染程度与生态风险,利用高效液相色谱-串联质谱检测分析了4类抗生素(四环素类、喹诺酮类、磺胺类、大环内酯类)在贡湖湾表层水的污染特征.结果表明,16种目标抗生素中,有13种在贡湖湾水体中检出,质量浓度范围为0.005~4.720μg·L-1,其中土霉素(oxytetracycline,OTC)检出浓度最高.抗生素在南北两湖湾的检出水平也互有高低,其中四环素类抗生素北部湾要高于南部湾,而喹诺酮类和磺胺类抗生素的检出量南部湾要高于北部湾.采用风险商值法进行风险评估,初步评估结果为贡湖湾水域中检出的抗生素中,处于高风险的有5种:四环素类土霉素(OTC)及喹诺酮类诺氟沙星(norfloxacin,NOR)、氧氟沙星(ofloxacin,OFL)、环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)和恩诺沙星(enrofloxacin,ENR),占检出种类38.5%;中风险有4种:四环素(tetracycline,TC)、金霉素(chlortetracycline,CTC)、罗红霉素(roxithromycin,ROX)和磺胺甲基异噁唑(sulfamethoxazole,SMX),占检出种类30.8%;其余4种磺胺甲基嘧啶(sulfamerazine,SMR)、磺胺甲氧哒嗪(sulfamethoxypyridazine,SMP)、磺胺喹噁啉(sulfaquinoxaline,SQX)和甲氧苄氨嘧啶(trimethoprim,TMP)为低风险.评估结果表明贡湖水域抗生素存在一定生态风险,其中四环素类和喹诺酮类尤为突出,应引起足够的注意,并采取相应防范措施.     

北京市地下水中典型抗生素分布特征与潜在风险

应用气相色谱与质谱联用仪分析了北京市地下水内磺胺类(SAs)、氟喹诺酮类(FQs)、四环素类(TCs)、β-内酰胺类和大环内酯类等5大类抗生素.结果表明,北京地下水抗生素以SAs、FQs和TCs等3类为主,检出率分别为78.9%、100%和47.3%,其中甲氧苄氨嘧啶(TMP)、环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)检出率均在70%以上.污灌区地下水样点抗生素浓度显著高于水源地和南水回灌区样点,磺胺二甲嘧啶(SDD)和磺胺嘧啶(SDZ)在污灌区检出峰值达到236 ng·L-1和96.8ng·L-1.生态风险评价结果表明,研究区地下水抗生素污染风险较小,但在污灌区显示中等或高等风险等级.CIP应作为研究区地下水抗生素监测中的重点监测对象.     

邕江南宁市区段表层沉积物典型抗生素污染特征

利用超声提取、固相萃取和HPLC-MS/MS分析方法对邕江南宁市区段沉积物典型抗生素污染进行研究,结果表明,大环内酯类、磺胺类和甲氧苄氨嘧啶10种抗生素中共检出9种,抗生素总浓度范围为1.08~30.84ng/g(均值5.84ng/g).大环内酯类抗生素检出率达100%,为邕江的主要抗生素污染物,平均含量为1.14ng/g,分布上呈现邕江下游>中游>上游的趋势;磺胺和甲氧苄氨嘧啶类抗生素检出率为43%.其中磺胺类抗生素平均含量低于0.06ng/g,甲氧苄氨嘧啶(TMP)平均含量为1.00ng/g,分布上则为上游>下游>中游.来源分析表明生活污水及医疗废水的排放是下游沉积物大环内酯类抗生素含量较高的主要原因,而畜禽和水产养殖则是上游磺胺和甲氧苄氨嘧啶污染的主要来源.总体来说,与国内外河流相比,邕江抗生素含量尚处于较低水平,但抗生素抗性基因污染不容忽视.     

大通湖表层水体中抗生素赋存特征与风险

为了评价大通湖表层水体中典型抗生素的赋存特征及生态风险等级,采用超高效液相色谱-串联质谱仪（UPLC-MS/MS）检测了4类12种（磺胺类,磺胺增效剂,喹诺酮类和四环素）抗生素的浓度水平.结果表明：除氧氟沙星外,其余11种抗生素均有检出,其总浓度为0.19~261.89ng/L;磺胺嘧啶的平均浓度最高（37.41ng/L）,其次为磺胺甲恶唑（12.34ng/L）>沙拉沙星（8.55ng/L）>恩诺沙星（8.04ng/L）>甲氧苄啶（7.56ng/L）>金霉素（3.92ng/L）,并且磺胺嘧啶、四环素、沙拉沙星、金霉素、磺胺甲恶唑和甲氧苄氨嘧啶的检出率均超出50%,处于较高水平.与部分河流、湖泊相比,大通湖抗生素的浓度除磺胺嘧啶和恩诺沙星外,基本处于较普通水平;在空间分布上表现为明显的差异性.环境和健康风险评价结果表明：磺胺甲恶唑、沙拉沙星和环丙沙星为大通湖主要的风险因子,RQ>1,对洞庭湖有较高的潜在风险;点位S2、S3、S6对大通湖周围环境具有较高的累积风险,主要的贡献因子分别为恩诺沙星和沙拉沙星、磺胺甲恶唑和环丙沙星;11种抗生素通过饮水途径对成人和儿童的健康风险指数R_QH处于8.74×10^-8~9.17×10^-3之间,且通过饮水途径摄入抗生素对儿童的健康风险高于成人.     

甲氧苄胺嘧啶和磺胺甲恶唑在土壤中的吸附

以OECD Guideline 106为基础,开展吸附动力学和批平衡实验,研究了磺胺甲恶唑(SMZ)和甲氧苄胺嘧啶(TMP)在土壤中的吸附过程。结果表明,相较于单室一级动力学模型,双室一级动力学模型更能准确的描述SMZ、TMP在土壤中的动态吸附过程。在3种表征吸附的模型中,Freundlich模型和DA模型较好的拟合了SMZ和TMP的吸附等温线,但Freundlich模型拟合效果更佳。对于同一种抗生素,在2种土壤中的吸附容量存在较为显著的差异性,在底泥中的吸附容量要高于包气带。     

贵州双河溶洞地下水体中抗生素污染特征及风险评价

抗生素在喀斯特岩溶地区的运移速度快,是严重威胁喀斯特岩溶地区水生态的新污染物.研究选取贵州省双河洞,利用固相萃取-液相色谱串联质谱法(SPE-LC-MS)分析溶洞地下水中的21种抗生素,初步探究该溶洞地下水中抗生素的分布特征,并进行生态风险评估.结果表明,9个采样点共检出10种抗生素,总浓度为55.81～118.7 ng·L^-1.其中,磺胺间甲氧嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、环丙沙星和氧氟沙星在所有样品均有检出,其最高检出浓度分别为5.25、5.30、34.33和34.68 ng·L^-1.磺胺间甲氧嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶和甲氧苄啶与pH呈显著相关性,金霉素与部分阴离子和阳离子具有显著相关性.选择7种检出率大于40%的抗生素进行生态风险评估,发现氧氟沙星处于高风险水平,金霉素与恩诺沙星处于中风险水平,其余3种处于低风险水平,说明双河洞地下水体中抗生素会造成一定的生态风险.     

钦州湾水体中磺胺类抗生素污染特征与生态风险

利用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS),研究了钦州湾近海及汇海河流磺胺类抗生素浓度和分布特征.结果表明:4种磺胺类抗生素(SAs)和甲氧苄氨嘧啶(TMP)在钦州湾近海及汇海河流均有不同程度的检出,其浓度范围为n.d.~12ng/L.其中,磺胺甲基异恶唑(SMX)在近海的检出率和平均浓度最高,分别为100%和4.1ng/L;其次为TMP(检出率87%,平均浓度1.0ng/L).与国内外其他水域相比,钦州湾磺胺类抗生素浓度处于较低水平.钦州湾近海抗生素浓度分布呈现以下趋势:茅尾海(8.4ng/L)>钦州外湾(1.9ng/L)>三娘湾(1.4ng/L).磺胺类抗生素在钦州湾的海水养殖区均呈现出较高的浓度水平,说明高密度水产养殖是钦州湾水体中抗生素的重要污染源.生态风险评价结果表明,钦州湾水体中残留的磺胺甲基异恶唑(SMX)对相应的敏感物种存在中等生态毒性风险,需引起相关部门的重视.     

海口城区地表水环境中抗生素含量特征研究

采用固相萃取-高效液相色谱法研究了海口市城区主要地表水系(海甸五西路河段、鸭尾溪河段、东湖、西湖、红城湖、金牛岭公园人工湖以及美舍河)水体中喹诺酮类(环丙沙星、氧氟沙星)、磺胺类(磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺甲唑、磺胺二甲基嘧啶)2类共6种抗生素药物残留量。结果表明:(1)在海口市地表水系中6种抗生素皆有检出,检出浓度在3.4～1 385.8 ng/L之间,其中,磺胺甲唑、环丙沙星和氧氟沙星在水系每个检测断面中均有检出,磺胺甲唑的检出浓度最大,且含量明显高于欧美以及香港维多利亚港和珠江广州河段的抗生素药物残留量;(2)在海口市城区的地表水系中,喹诺酮类抗生素污染程度是金牛岭公园人工湖>红城湖>东湖>西湖>龙昆沟>美舍河>海甸五西路河段>鸭尾溪;磺胺类抗生素污染程度是西湖>鸭尾溪>海甸五西路河段>金牛岭公园人工湖>东湖>龙昆沟>红城湖>美舍河;(3)影响海口市城区地表水系中抗生素残留量水平的主要原因是气候环境、居住人口密度、污水排放量和水动力条件。     

骆马湖水体中药品及个人护理品的污染特征及风险评估

为评价骆马湖湖区药品及个人护理品(PPCPs)的污染状况和生态风险,利用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析骆马湖表层水体中61种PPCPs的赋存浓度、空间分布特征,并根据风险熵方法进行生态风险评估.结果表明:①骆马湖表层水体中共检出15种PPCPs,其中人用7种,人、兽共用4种,兽用4种,其质量浓度范围为2.67~6 514.91 ng/L.卡马西平(CBZ)、避蚊胺(DEET)、舒比利(SP)、咖啡因(CF)及林可霉素(LCM)检出率均为100%,DEET、甲砜霉素(TAP)及氟苯尼考(FF)的平均值均较高,分别为162.87、61.33和56.72 ng/L.②骆马湖表层水体中PPCPs的空间分布呈北高南低、西高东低的特征.不同类型PPCPs空间分布规律差异明显,人、兽共用PPCPs浓度自北向南逐渐递减,人用PPCPs浓度北部略高于南部,兽用PPCPs浓度在全湖均匀分布.③骆马湖水体中CBZ、CF具有高生态风险,恩诺沙星(ENR)、诺氟沙星(NOR)、磺胺嘧啶(SD)、罗红霉素(RXM)及LCM具有较高生态风险,可见骆马湖生态风险主要来源为人用PPCPs.研究显示,骆马湖表层水体中PPCPs浓度水平中等,但其中DEET污染较重,北部湖区应加强围网、围塘养殖管理.      

太湖表层水体典型抗生素时空分布和生态风险评价

采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱法对太湖表层水体4类抗生素（磺胺类、喹诺酮类、四环素类和大环内酯类）进行为期1 a的逐月监测,并评估其潜在生态风险.全年18种抗生素在太湖水体中均有不同程度检出,磺胺甲唑、磺胺噻唑、磺胺甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶和甲氧苄氨嘧啶等5种磺胺类抗生素的检出率均高于50%;喹诺酮类抗生素检出浓度较高,其中,环丙沙星的平均浓度和中位浓度分别为13.0 ng·L^-1和13.5 ng·L^-1.太湖抗生素污染具有明显的月际差异,月平均浓度范围7.3~33.5 ng·L^-1,6~10月抗生素浓度水平较低,2~5月和11月检出浓度较高.太湖水体抗生素在20个监测点位的空间差异小,平均浓度范围13.0~41.3 ng·L^-1.全年太湖抗生素对藻类的中高风险比例达57.5%,其中4月和11月的生态风险较严重,喹诺酮类抗生素可能是主要风险因子,应引起管理部门足够重视.     

碘氧化铋/钨酸铜复合材料的制备及对氟喹诺酮类抗生素的吸附性能

为开发高效抗生素吸附剂,将钨酸铜通过静电作用负载到碘氧化铋晶体表面,制备了新型多金属氧酸盐复合材料（BiOI/CuWO₄）,并以扫描电镜、傅里叶红外光谱与X射线能谱等对其进行表征.选用环丙沙星（CIP）、恩诺沙星（ENR）、诺氟沙星（NOR）、氧氟沙星（OFL）这4种典型氟喹诺酮类抗生素（FQs）作为研究对象,在建立同时测定这4种FQs的高效液相色谱分析方法基础上,研究了BiOI/CuWO₄对FQS的吸附性能及溶液pH值和吸附剂量等对吸附的影响.结果表明,实验浓度范围内BiOI/CuWO₄对NOR、CIP、ENR和OFL的最大吸附量分别为277.8、149.3、113.6和112.4 mg·g^-1,且能够在3 h内达到吸附平衡,吸附动力学符合准二级吸附动力学模型,对CIP、ENR和OFL的吸附等温线基本复合Langmuir模型,而对NOR的吸附则更加符合Freundlich模型.与其它吸附剂相比,BiOI/CuWO₄对4种典型FQs具有较高的吸附量及较好的重复利用性,更符合实际应用需求.     

4种典型抗生素在反硝化体系中的去除特性

污水处理厂是抗生素的重要汇集场所,反硝化是污水处理厂生物脱氮的关键环节.为了探究抗生素在反硝化污泥体系的去除特性,选取诺氟沙星(NOR)、土霉素(OTC)、磺胺甲■唑(SMX)和甲氧苄啶(TMP),对比研究了其在不同碳源条件下的变化规律,评估了吸附和生物降解等途径对抗生素去除的贡献.结果表明,反硝化脱氮体系对NOR、 OTC和TMP具有一定的去除作用,且NOR和OTC可被用作碳源进行反硝化.反硝化污泥对NOR和OTC的去除是快速吸附和缓慢生物降解的过程,其中,吸附对NOR和OTC总去除量的贡献率分别达到83.5%和58.9%,生物降解的贡献率分别为16.5%和41.1%.在吸附过程中,胞外聚合物(EPS)吸附的贡献率达到40%以上,而在OTC的生物降解过程中,P450酶发挥重要作用,其贡献率达到20%.     

Interactions of fluoroquinolone antibiotics with sodium hypochlorite in bromide-containing synthetic water: Reaction kinetics and transformation pathways

Seven popular fluoroquinolone antibiotics (FQs) in synthetic marine aquaculture water were subject to sodium hypochlorite (NaClO) disinfection scenario to investigate their reaction kinetics and transformation during chlorination. Reactivity of each FQ to NaClO was following the order of ofloxacin (OFL) > enrofloxacin (ENR) > lomefloxacin (LOM) > ciprofloxacin (CIP) ~ norfloxacin (NOR) >> pipemedic acid (PIP), while flumequine did not exhibit reactivity. The coexisting chlorine ions and sulfate ions in the water slightly facilitated the oxidation of FQs by NaClO, while humic acid was inhibitable to their degradation. The bromide ions promoted degradation of CIP and LOM, but restrained oxidation of OFL and ENR. By analysis of liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), eight kinds of emerging brominated disinfection byproducts (Br-DBPs) caused by FQ_S were primarily identified in the chlorinated synthetic marine culture water. Through density functional theory calculation, the highest-occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest-unoccupied molecular orbital (LUMO) characteristic as well as the charge distribution of the FQs were obtained to clarify transformation mechanisms. Their formation involved decarboxylation, ring-opening/closure, dealkylation and halogenation. Chlorine substitution occurred on the ortho-position of FQs's N4 and bromine substitution occurred on C8 position. The piperazine ring containing tertiary amine was comparatively stable, while this moiety with a secondary amine structure would break down during chlorination. Additionally, logK_ow and logBAF of transformation products were calculated by EPI-Suite^TM to analyze their bioaccumulation. The values indicated that Br-DBPs are easier to accumulate in the aquatic organism relative to their chloro-analogues and parent compounds.     

广州市蔬菜中喹诺酮类抗生素污染特征及健康风险初步研究

采用高效液相色谱-荧光检测器(HPLC-FD)分析了广州市蔬菜中4种喹诺酮类抗生素的含量,并根据ADI值评估了蔬菜中喹诺酮抗生素污染对人体的健康风险.结果表明,96%的市售蔬菜样品中不同程度地检出了喹诺酮抗生素,总含量为1.0～1683.1μg/kg(鲜重),高低顺序为叶菜类蔬菜瓜果类蔬菜根茎类蔬菜;4种喹诺酮类抗生素检出率大小顺序为NORCIPLOMENR;包括无公害蔬菜、绿色蔬菜和有机蔬菜在内的安全蔬菜样品中除恩诺沙星外,环丙沙星、洛美沙星、诺氟沙星和总含量均显著高于普通蔬菜;食用蔬菜对成人和儿童喹诺酮类抗生素ADI值(以CIP+ENR计)的最高贡献率分别高达41.5%和83%.     

某市典型地段地表水及地下水中氟喹诺酮类抗生素分布特征

为初步了解某市水体中5种典型氟喹诺酮类抗生素(FQs)的污染特征,对该市主要排污河与典型地段采集地表水与地下水,分别对水样进行常规指标测试与FQs浓度测试分析.结果表明,地表水与地下水中FQs的含量水平和组成特征差异明显.地表水中FQs总含量水平整体高于地下水;地表水中FQs浓度平均值为789.1 ng·L-1,主要以氧氟沙星(OFL)与洛美沙星(LOM)为主;地下水中FQs浓度平均值为342.7 ng·L-1,主要以诺氟沙星(NOR)与洛美沙星(LOM)为主,恩诺沙星(ENR)在地表水与地下水的含量水平均偏低.地表水体中FQs含量水平表现为沟渠支流干流.该市排污河水系傍河剖面地下水中FQs含量水平高于其他地段.傍河剖面处地下水中FQs监测浓度随着采样点与河道距离的增加呈现递减趋势,且各组分变化趋势基本一致,初步证实河水可能是河道周边地下水中FQs的主要来源.     

我国典型区域地表水环境中抗生素污染现状及其生态风险评价

为了解我国典型地表水环境中抗生素污染现状与生态风险,本文通过历史数据收集,利用风险商评价模型(RQ)与风险简单叠加模型(RQSUM)对我国5个典型地表水环境中丰水期的抗生素污染进行生态风险评价.结果表明:①5个区域内地表水在丰水期(4～9月)主要受到8种抗生素污染的生态风险,分别是磺胺甲基异噁唑(SMX)、磺胺甲基嘧啶(SM)、红霉素(ETM)、罗红霉素(RTM)、四环素(TC)、氧土霉素(OTC)、诺氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL);②5个区域内首要的抗生素污染类型为SMX和ETM,SMX对长江三角洲和巢湖流域的RQ_(SUM)贡献率分别为91. 1%和98. 5%,ETM对江汉平原、珠江三角洲和黄河三角洲的RQ_(SUM)贡献率分别为94. 4%、81. 8%和60%;③根据RQSUM值大小对5个区域内受到抗生素污染的生态风险由高到低排序为:江汉平原(20. 204)长江三角洲(8. 769)巢湖流域(2. 692)黄河三角洲(1. 943)珠江三角洲(1. 222).     

南京市饮用水源地抗生素污染特征及风险评估

采用固相萃取-液相色谱-串联质谱技术（SPE-HPLC-MS/MS）,对南京市饮用水源地抗生素含量及分布特征进行了分析.结果表明,17个采样点总浓度为0.56~1994.96 ng·L^-1,共检出5种大环内酯类、13种磺胺类、3种四环素类、8种喹诺酮类抗生素,平均浓度为0.30~37.07 ng·L^-1,其中检出浓度最高的抗生素为环丙沙星（CIP）,浓度为317.60 ng·L^-1,检出率最高的抗生素为克林霉素（CLI）,检出率为88.24%.与国内部分河流相比,南京市饮用水源地水体中大环内酯类、四环素类、喹诺酮类抗生素残留浓度处于较高水平.生态风险评估结果表明,点位S7具有最高的联合风险熵值（24.58）,氧氟沙星（OFX）的风险熵值最高,达到13.06;健康风险评估结果表明,9种抗生素对人体健康的风险熵Q_H为1.70×10^-3~9.47,强力霉素（DOX）、诺氟沙星（NOR）、恩诺沙星（ERX）、CIP和OFX对大部分年龄段的人体健康具有高水平风险.     

白洋淀喹诺酮类抗生素在底栖动物中的生物富集特征

利用超高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS)对白洋淀水体、沉积物以及7种底栖动物中喹诺酮类抗生素(QNs)进行检测,并探究QNs在底栖动物中的生物富集特征及其与环境因子的相关性.结果表明:在白洋淀水体中,ΣQNs浓度为0.7380～2004ng/L,其中氟甲喹(FLU)平均浓度最高(168.0ng/L),而在底栖动物...     

石家庄市水环境中喹诺酮类抗生素的空间分布特征与环境风险评估

随着社会经济的发展,大量含有抗生素的废水未经有效处理排放到水环境中,加剧了城市水环境中抗生素的污染.本研究以石家庄市地表水和地下水为研究对象,采用超高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS)分析了石家庄水环境中喹诺酮类(Quinolones,QNs)抗生素的空间分布特征,并采用风险熵值法(RQ)评估了石家庄市水环境中QNs的生态风险和健康风险.结果表明:1在石家庄市河流和水库中,QNs抗生素的浓度分别为98.43~4398.00 ng·L^-1和9.99~49.24 ng·L^-1,恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)和依诺沙星(Enoxacin,ENO)分别是河流和水库中主要的QNs抗生素;2在石家庄市地下水中,QNs抗生素的浓度为3.45~15.41 ng·L^-1;3相关分析结果表明,在地表水中氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)、诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)、恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)、双氟沙星(Difloxacin,DIF)、沙氟沙星(Sarafloxacin,SAR)、恶喹酸(Oxolinic Acid,OXO)和氟甲喹(Flumequine,FLU)与温度(T)和总溶解性固体颗粒物(TDS)呈显著相关(p<0.01),而ENO与pH显著相关(p<0.01);在地下水中吡哌酸(Pipemidic Acid,PIP)和马波沙星(Marbofloxacin,MAR)与T显著相关;4地表水中QNs与地下水中QNs的相关性不显著,表明石家庄市地下水中QNs的主要来源不是地表水;5生态风险结果表明,石家庄市地表水中QNs总体处于高风险水平,而地下水QNs整体处于中低风险水平;6人体健康风险结果表明,石家庄市水环境中QNs抗生素的健康风险较低.总体来说,石家庄市水环境中QNs污染在地表水中更为严峻,而石家庄地表水中QNs浓度最高的区域为汪洋沟.