Pressurized liquid extraction of six tetracyclines from agricultural soils

Veterinary antibiotics used in agriculture can be introduced into the environment through land application of animal manure, accumulating in soils and groundwaters and posing a significant risk to human health and animal well-being. As the analysis of tetracyclines in soil is challenging due to their strong interaction with soil minerals and organic carbon, the objective of this study was to develop a reliable and reproducible method for quantitative analysis of chlortetracycline and oxytetracycline, and their respective metabolites in soils. A method based on pressurized liquid extraction (PLE) with in-cell clean-up was developed for the extraction of chlortetracycline and oxytetracycline and four likely metabolites from a set of four soils. Optimized conditions included a cell size of 22?mL, soil loading of 5?g, pH of 8.0, methanol:water ratio of 3:1, 50?°C, and two cycles. Soil extracts were analysed by high-performance liquid chromatography (HPLC) coupled with ion trap mass spectrometry (MS). Recoveries of seven tetracyclines from soil ranged from 41% to 110%. The limits of detection for tetracyclines were 0.08–0.3 µg g^?1 soil, and intra- and inter-day variation ranged from 0.12–0.34%. The proposed PLE method is suitable for quantification of tetracyclines in agricultural soils at typical concentrations expected in contaminated environments.     

南方典型水源地及水产养殖区抗生素的复合污染特征及生态风险

抗生素作为生长促进剂和疾病预防控制药物在水产养殖领域得到广泛应用,目前在许多环境水体中检测到不同类型的抗生素。环境中抗生素的残留问题也是目前环境研究的热点问题之一。本研究选择南方某市8个水源地和5个典型水产养殖区作为研究对象,采用固相萃取、高效液相色谱串联三重四级杆质谱联用仪方法,调查了32种常用抗生素在水体中的含量水平和空间分布特征,揭示了抗生素的来源,并对其生态风险进行了评价。水源地共检出12种抗生素,浓度范围为0.12～44.6 ng·L~(-1),以磺胺甲噁唑含量最高;水产养殖区检出14种抗生素,浓度范围为0.95～716 ng·L~(-1),以氯四环素检出浓度最高。整体上水产养殖区抗生素的浓度高于水源地。抗生素浓度与环境因子的冗余分析表明,水产养殖和生活污水排放是水体中抗生素的主要来源。对检出的13种抗生素进行生态风险评价,单一抗生素而言,环丙沙星、氧氟沙星、磺胺嘧啶、氯四环素和脱水红霉素的风险商值大于0.01而小于0.1,表现为低风险。总抗生素风险商值加和在大部分水源地大于0.01而小于0.1,表现为低风险;总抗生素风险商值加和在2个水产养殖区大于0.1,表现为中等风险,水产养殖区抗生素的长期生态风险应该引起关注。     

基于高通量分析方法的长江干流重庆段抗生素种类特征及来源初探

采用高通量分析方法对长江干流重庆段11个流域断面、2个市政污水处理厂进水和6个养殖场废水的潜在抗生素进行筛查,并结合抗生素使用调查探讨其来源。结果表明,(1)共检出83种抗生素,其中流域内检出36种,污水处理厂和养殖场废水中检出70种;磺胺间甲氧嘧啶检出率最高,在流域水体和废水的检出率分别为91%和55%,喹诺酮类是检出抗生素的主要类型;(2)长江干流重庆段下游检出抗生素数量高于上游检出抗生素;(3)有20种抗生素可能由上游携带和重庆市内排放2种方式进入流域,7种抗生素可能由上游携带入境,9种抗生素可能由重庆市内排放引入长江。     

加速溶剂萃取-固相萃取-高效液相色谱/三重四级杆质谱法测定土壤中6种喹诺酮类抗生素残留

为测定污染土壤中的6种低残留喹诺酮类抗生素(氧氟沙星、培氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星、诺氟沙星、恶喹酸),全面优化了一种联合加速溶剂萃取(ASE)、固相萃取(SPE)和高效液相色谱/三重四级杆质谱(HPLC/MSMS) 3种检测技术的分析方法。样品采用甲醇和0.1 mol/L EDTA-McIlvaine缓冲液(1∶1)进行加速溶剂萃取,经Bond Elut Plexa型HLB固相萃取小柱富集纯化,土壤中6种喹诺酮类抗生素的基质效应因子控制在0.84～1.04。在0.2～100.0μg/L(以恶喹酸计)质量浓度范围内,目标化合物的线性关系良好(r0.999),6种目标化合物的检出限为0.09～0.75μg/kg,加标回收率为60.9%～89.9%。该方法自动化程度和准确度较高,可极大程度地降低基质效应,提高测定方法的灵敏度,适用于土壤中喹诺酮类抗生素残留的检测。     

不同藻密度下诺氟沙星对萼花臂尾轮虫生命表统计学参数的影响

诺氟沙星是一种被广泛使用的抗生素,但其对轮虫的毒性作用尚不清楚。为调查诺氟沙星对轮虫的毒性及其与藻密度之间的关系,以及各试验终点对诺氟沙星污染的相对敏感性,本文以萼花臂尾轮虫为受试生物,研究了不同斜生栅藻密度(1.0×10~6、2.0×10~6和4.0×10~6cells·m L~(-1))下不同浓度(0、5、20、35、50、65和80 mg·L~(-1))的诺氟沙星对其生命表统计学参数的影响。结果显示,与3个藻密度下的对照组相比,暴露于5～80 mg·L~(-1)诺氟沙星溶液中的轮虫生命期望和世代时间显著延长,净生殖率和种群内禀增长率显著提高。5 mg·L~(-1)的诺氟沙星使生命期望和世代时间的延长幅度随着藻密度的升高而增大,但6个处理组的平均提高幅度却随着藻密度的升高而减小; 5 mg·L~(-1)的诺氟沙星对净生殖率和种群内禀增长率的提高幅度随着藻密度的升高而增大,但6个处理组的平均提高幅度却在2.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下最小,4.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下最大。1.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下,诺氟沙星浓度对轮虫后代混交率无显著性影响(P0.05); 2.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下,暴露于5～35和80 mg·L~(-1)诺氟沙星溶液中的轮虫后代混交率显著降低; 4.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下,暴露于5、35和80 mg·L~(-1)诺氟沙星溶液中的轮虫后代混交率显著降低。当藻密度为1.0×10~6和2.0×10~6cells·m L~(-1)时,诺氟沙星浓度与轮虫的生命期望、世代时间、净生殖率和种群内禀增长率之间具有显著的剂量-效应关系;当藻密度为4.0×10~6cells·m L~(-1)时,诺氟沙星浓度与轮虫的净生殖率和种群内禀增长率之间具有显著的剂量-效应关系。本研究表明,亚致死浓度的诺氟沙星促进轮虫的存活、发育、孤雌生殖和种群增长,促进作用的幅度受藻密度的显著影响。     

畜禽环境中抗生素的去除及其风险评估

抗生素作为饲料添加剂广泛应用于畜禽养殖业,造成养殖环境抗生素大量蓄积,尤其是在畜禽粪便中,长期的积累不仅污染养殖场内土壤环境,残留的抗生素还会随畜禽粪便进入周边水体及农田环境,威胁农作物及人体健康。目前,国内相关研究主要集中在抗生素的降解工艺及降解规律方面,而对其去除效率的影响因素及风险评价研究相对较少。笔者综述了国内外抗生素的降解转化及去除方式等的研究进展,并概述了抗生素在畜禽环境中的生态风险评估的研究现状,为抗生素的高效去除、风险预估及畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。     

氯化消毒过程对抗生素的降解行为及其毒性效应的影响研究进展

抗生素的大量使用导致其通过各种途径进入到污水处理厂、地表水甚至饮用水源水中.在污水处理厂二级出水排放之前以及自来水的生产和供应过程中,都必须进行氯化消毒处理以杀灭病原微生物.在此过程中,抗生素一方面可能被氯化降解,另一方面也可能转化成毒性更高的降解产物.因此,了解抗生素在氯化消毒过程中的降解行为对于明确其生态和健康风险至关重要.本文在大量文献资料调研的基础上,综述了不同种类抗生素的氯化降解行为及其影响因素,分析了抗生素氯化降解前后的毒性效应,提出了今后研究的方向.     

兽药抗生素对生态环境的混合毒性研究进展

抗生素是环境中普遍存在的污染物,畜牧水产养殖是其主要来源之一.环境中可能同时存在多种抗生素残留,因此单一药物的毒性评价难以反映抗生素对生态环境的影响,应探究其混合物的毒性效应.本文在总结大量文献的基础上,介绍了兽用抗生素的残留现状,总结了兽用抗生素对生态环境的混合毒性研究进展,讨论了兽用抗生素残留对土壤生物和水生生物的生态毒性效应,最后对兽用抗生素的环境混合毒性研究进行了展望.     

喹诺酮类抗生素在莱州湾及主要入海河流中的含量和分布特征

采用固相萃取、高效液相色谱/串联质谱法(HPLC-MS/MS)分析了莱州湾及主要入海河流水体中的5种典型喹诺酮类抗生素药物的含量,并对其来源进行了初步探讨。结果显示,人兽共用的诺氟沙星、环丙沙星和依诺沙星在河水中广泛存在,具有80%以上的检出率和较高的含量(99～120 ng/L)。同时它们在海水中亦具有很高检出率(>88%),但含量(31～62 ng/L)明显低于河流中含量,表明河流输入是莱州湾抗生素污染的一个重要来源。不同喹诺酮药物在河水与海水中的稀释比相差较大,可能存在河流之外的其它污染源或药物间迁移转化特征存在差异。河流之间化合物组成差异较大,反应出污染类型的差异。虞河、堤河中环丙沙星和诺氟沙星比重较大(>75%)可能受养殖业的影响较重,而小清河、白浪河中依诺沙星和诺氟沙星比重较大(>78%)则可能受生活污水的影响更大。     

污泥活性炭理化性质表征及吸附抗生素效果研究

文章以北京方庄污水处理厂的浓缩和脱水污泥为原料,采用ZnCl2活化法分别制备污泥活性炭。对制得的污泥活性炭进行表征,并将其应用于加替沙星废水的处理。研究2种污泥活性炭吸附反应的吸附时间、吸附剂投加量、pH值、初始浓度4个因子对吸附量的影响,设计正交实验。正交实验结果表明:2种污泥活性炭受到4个因子影响程度相当,表现出明显的相似性,但短期吸附时,脱水污泥表现出更好的吸附性能。初始浓度对吸附量的影响最大,获得最大吸附量的条件组合为:初始浓度200 mg/L,投加量0.05 g,pH=9,t=2 h。浓缩和脱水污泥活性炭的最大吸附量分别可达34.541 mg/g和34.925 mg/g,表明2种污泥活性炭对加替沙星均有良好的吸附效果。污泥活性炭作为一种废水吸附剂,是废水处理的一种新途径。