有机蔬菜中喹诺酮类抗生素污染特征与风险评价

该研究利用高效液相色谱-串联质谱分析技术,对广东省5个典型有机蔬菜基地生产的39份有机蔬菜中4种喹诺酮类抗生素(诺氟沙星(NOR)、恩诺沙星(ENR)、环丙沙星(CIP)和洛美沙星(LOM))的含量进行分析和健康风险评价,研究结果阐明,4种喹诺酮类抗生素在39份有机蔬菜样品中检出率为52%～100%,其中NOR和ENR高达100%,有50%以上样品中4种喹诺酮类抗生素被同时检出,总含量(ΣQNs)为1.18～124.30μg/kg,有96%的样品低于50.00μg/kg。3种不同类型有机蔬菜中平均含量大小:叶菜类(20.36μg/kg)瓜果类(14.10μg/kg)根茎类(8.05μg/kg),其中有2%叶菜类有机蔬菜样品中喹诺酮类抗生素总含量在100.00μg/kg以上。人体摄入不同有机蔬菜的Σ(CIP+ENR)的ADI值对成人和儿童ADI值的平均贡献率较低,其对人体的健康风险相对较低,但人体长期摄入抗生素的潜在健康风险不容忽视。     

长期施用粪肥蔬菜基地蔬菜中典型抗生素的污染特征

利用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术,分析了珠三角地区某长期施用粪肥蔬菜基地蔬菜中16种典型抗生素的含量,并初步评价其健康风险.结果表明,绝大部分抗生素不同程度被检出,检出率为11%～100%,大多数含量<5μg·kg-1(干重),最高为23.88μg·kg-1,平均为0.91μg·kg-1,以恩诺沙星、环丙沙星、磺胺二甲基嘧啶和磺胺嘧啶为主.各蔬菜样品中至少检出1种抗生素,最多达10种.蔬菜不同器官中喹诺酮类抗生素含量为地下部>地上部.人体通过食用研究区蔬菜摄入抗生素的量低于日允许摄入量(ADI),表明其健康风险较小,但多种抗生素的联合毒性及其耐药性问题不容忽视.     

典型设施菜地土壤抗生素污染特征与积累规律研究

利用超声波提取,固相萃取-高效液相色谱-串联质谱分析方法,分析了山东省某典型设施菜地的20个蔬菜大棚土壤中14种抗生素的含量与分布特征.结果表明,在所有的土样中均检测出抗生素,其中4种四环素类抗生素(如四环素、土霉素、金霉素和强力霉素)是该地区主要的抗生素种类,单个化合物的检出率均为100%,其含量范围分别在2.11～139.16、6.06～332.02、1.82～391.31、2.20～248.56μg.kg-1之间.4种四环素类抗生素总含量Σ(TCs)为26.79～1 010.11μg.kg-1,平均含量为274μg.kg-1.磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类抗生素也均有检出,其中喹诺酮类抗生素总含量Σ(QNs)在0～1 017.06μg.kg-1,平均含量73.05μg.kg-1,检出率为85%,而磺胺类和大环内酯类抗生素单个化合物的检出浓度很低,未检出氯霉素类抗生素.分析结果还发现,该设施菜地种植不同蔬菜的土壤中抗生素种类和含量差异很大.值得注意的是,个别大棚土壤诺氟沙星(QNC)和氧氟沙星(OFC)含量分别高达373.73和643.34μg.kg-1,均远远地超过抗生素生态毒害效应触发值(100μg.kg-1).可见,设施菜地土壤抗生素污染问题应引起关注.     

北京东南郊土壤剖面氟喹诺酮类抗生素分布特征

采用Geoprobe在北京东南郊地区实施了土壤剖面钻探,针对8种不同类型土地利用状况的土壤剖面进行土壤采集工作,11个采样点共采集86个土壤样品,分析了土壤样品的理化参数,并且采用高效液相色谱法对土壤样品中5种氟喹诺酮类抗生素(FQs)进行了定量分析.结果表明,北京地区土壤样品中5种氟喹诺酮类抗生素总含量的平均值为46.1μg·kg-1,组成以氧氟沙星(OFL)为主,其次为诺氟沙星(NOR),而恩诺沙星(ENR)、环丙沙星(CIP)和洛美沙星(LOM)的含量很低;不同土壤剖面中氟喹诺酮类抗生素的含量和组成差异明显.5种氟喹诺酮类抗生素总含量的平均值随土壤深度的增加呈现降低的趋势.OFL、NOR、LOM和ENR的平均含量随着深度增加而降低;CIP的平均含量随深度增加先降低后升高.对42个位于浅层(0~3 m)的土壤样品进行模糊聚类分析,结果表明,蔬菜大棚、树林、再生水灌区、地下水灌区(清灌区)、养殖场、排污河沉积物的浅层土壤样品中的喹诺酮类抗生素具有相似的组成特征,即抗生素污染水平较低、种类较少;而制药企业及垃圾填埋场的组成特征与前者明显不同,即抗生素污染水平中等、种类较多.     

东莞市蔬菜基地蔬菜中喹诺酮类抗生素污染特征及健康风险

利用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术分析了东莞市蔬菜基地蔬菜中4种喹诺酮类抗生素的污染特征,并对其健康风险进行评价.结果表明,东莞市蔬菜中普遍检出喹诺酮类抗生素,以诺氟沙星和环丙沙星为主,其次是恩诺沙星,检出率均在80%以上,最高含量均大于100μg/kg(干重),平均含量近20μg/kg;不同基地和不同类型的蔬菜中喹诺酮类抗生素的含量与组成特征差异较大,总含量为叶菜类(49.87μg/kg)>根茎类(44.81μg/kg)>瓜果类(11.21μg/kg);通过食用东莞市蔬菜摄入喹诺酮类抗生素的量低于日允许摄入量,健康风险较小.     

蔬菜中喹诺酮类抗生素污染探查与风险评价:以广州市超市蔬菜为例

基于超声提取-固相萃取(MW-SPE)预处理方法和高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)分析技术,对广州市超市蔬菜中4种喹诺酮类抗生素(QNs)的污染状况进行探查与健康风险评价.结果表明,4种喹诺酮类化合物的检出率均大于90%,蔬菜(干重,下同)中单个化合物最高含量约150μg/kg,总含量(∑QNs)在10....     

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.     

广州污水厂磺胺和喹诺酮抗生素污染特征研究

采用固相萃取(SPE)-高效液相色谱(HPLC)法分析了广州市3个污水处理厂进出水中磺胺类和喹诺酮类抗生素共10种化合物的含量特征,并探讨其去除效果和环境排放量。结果表明,进水和出水中磺胺类抗生素总含量分别为3591.9～7782.5ng/L和2216.6～3591.9ng/L,喹诺酮类抗生素总含量分别为1539.4～2700.2ng/L和1284.4～5080.1ng/L。单个化合物的检出率在37.5%～97.5%,其中磺胺类抗生素以SMT、SM2和SM1为主,喹诺酮类抗生素以CIP和LOM为主。磺胺类和喹诺酮类抗生素的最高去除率分别为69.2%和27.2%,环境排放量分别为487.7～1512.3g/d和329.3～1117.6g/d。     

人类活动影响下的高原湿地四环素类抗生素抗性基因赋存与微生物群落共现性

抗生素的广泛使用导致抗生素大量进入环境中,进而使微生物产生耐药性.近年来,随着高原区域人类活动的加剧,高原湿地中抗生素耐药基因(ARGs)的赋存和迁移研究备受关注.以地处云贵高原的鹤庆草海国家湿地公园为研究区,分析河流上游(泉眼附近原始生境)和河流下游(居民生活污水排放口)沉积物中的四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类共4类抗生素的含量分布,其中四环素类抗生素检出含量为103.65～2 185μg·kg^-1,是含量最高的抗生素种类.为进一步探究四环素类抗性基因的赋存特征和影响因素,通过相关性分析和网络分析揭示了人类活动影响下环境因子、细菌群落结构和病原菌对四环素类ARGs的影响.结果发现,上、下游沉积物中共检出15种四环素类抗性基因,其中,上游检出tetPA、tetD和tetPB等7种抗性基因,下游检出tetPA、tetE、tetM和tetX等13种抗性基因,下游新增的8种抗性基因占下游基因丰度的43.44%;四环素类抗生素含量及有效磷、总有机碳、硝态氮和总磷等理化指标是影响四环素类ARGs分布的主要环境因子;上、下游沉积物中检出细菌分属于64个细菌门,其中变形...     

重庆开州区菜地土壤抗生素污染特征及潜在生态环境风险评估

农田土壤抗生素累积及其导致的生态风险已成为国内外研究的热点.采用调查问卷和实验分析相结合的方式,研究了重庆市开州区菜地土壤中四环素类、磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类和氯霉素类这5类抗生素的赋存特征,分析了抗生素含量和土壤理化指标的相关性,并评估其潜在生态环境风险.结果表明,菜地土壤存在抗生素累积,五大类共18种抗生素被检出,且以四环素类和喹诺酮类抗生素为主.喹诺酮类抗生素检出率最高（15.38%~100%）,其中氧氟沙星和诺氟沙星检出率达100%;四环素类抗生素含量最高（0~42.88 μg ·kg^-1）,其中土霉素含量最高为42.88 μg ·kg^-1.菜地土壤中抗生素总量为1.64~233.11μg ·kg^-1;其中,空心菜地（89.73 μg ·kg^-1）>白菜地（32.53 μg ·kg^-1）>辣椒地（32.16 μg ·kg^-1）>西红柿地（32.13 μg ·kg^-1）>黄瓜地（26.46 μg ·kg^-1）>草地（7.32 μg ·kg^-1）.相关性分析结果表明,土壤中总抗生素含量与有机肥施用量呈显著正相关关系（P<0.05）,与土壤pH呈显著负相关关系（P<0.05）;土壤中喹诺酮类和磺胺类抗生素含量和土壤含水量呈显著负相关关系（P<0.05）,而喹诺酮类抗生素含量与土壤速效磷、有机质含量呈显著正相关关系（P<0.05）.潜在生态环境风险评估结果显示：开州区菜地土壤中四环素类和喹诺酮类抗生素具有中度生态风险,其中62%~92%和62%~100%土样的喹诺酮类抗生素对土壤动物和微生物具有潜在毒性.     

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.     

大辽河表层水体典型抗生素污染特征与生态风险评价

为评价大辽河表层水体抗生素的污染水平和生态风险,利用高效液相色谱-串联质谱检测了大辽河表层水体中5类典型抗生素(喹诺酮类、四环素类、磺胺增效剂、大环内酯类、磺胺类)的污染水平和污染特征. 结果表明:大辽河表层水体中共检测出10种抗生素,其质量浓度范围为nd(低于检出限)~1.380 μg/L;其中NOR(诺氟沙星)的检出率和质量浓度平均值均最高,分别为92%、0.214 μg/L,其次为CIP(环丙沙星)(检出率为75%,质量浓度为0.023 μg/L). 与国内外其他水域相比,大辽河水体中抗生素的质量浓度总体处于较普通水平. 在检出的10种抗生素中,除TC(四环素)和CTC(金霉素)外,其余8种抗生素质量浓度最高值均出现在营口市区最主要的工业和生活污水排污口之一——纱厂潮沟采样点,并且该采样点NOR的质量浓度和检出率均最高,这反映了喹诺酮类抗生素在大辽河流域有很高的使用率. 大辽河抗生素总的分布趋势是上游污染水平较低,城市周围污染水平较高. 评价结果表明,大辽河水体中的抗生素对相应的敏感物种存在较高的生态毒性风险.      

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.     

地下水中两种典型抗生素复合对反硝化作用的影响

选取氟喹诺酮类抗生素中的环丙沙星(CIP)与洛美沙星(LOM)作为典型抗生素代表,选择乙酸钠为碳源,采用批实验方法开展室内模拟试验,探究了CIP与LOM在单独作用和联合作用下对反硝化进程的影响.在此基础上,通过测定反硝化菌数量、活性和反硝化酶活性等指标变化探究其影响机理.实验结果表明,与空白组体系相比,LOM(100μg/L)组、CIP(100μg/L)组和LOM(50μg/L)+CIP(50μg/L)组对NO₃^--N降解和NO₂^--N降解均产生抑制作用,抑制率:LOM+CIP>CIP>LOM,抗生素暴露会不同程度抑制微生物数量活性及反硝化关键酶活性.NO₃^--N降解受反硝化菌活性以及硝酸盐降解酶(NaR)活性的共同影响,NO₂^--N降解则主要受到亚硝酸盐还原酶(NiR)活性的影响.对抗生素联用效果的探究表明,LOM+CIP组在NO₃^--N降解与NO     

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.     

广东省畜牧粪便中喹诺酮类和磺胺类抗生素的含量与分布特征研究

利用超声提取-高效液相色谱技术分析广东省20个规模化猪牛养殖场粪便中4种喹诺酮类(QNs)和4种磺胺类(SAs)抗生素的含量与分布特征.结果表明,猪粪中喹诺酮类和磺胺类化合物均全部被检出,前者总含量(QNs,鲜重,下同)在24.5～1516.2 μg/kg之间,平均为581.0 μg/kg,以恩诺沙星和环丙沙星为主;后者总含量(SAs)在1925.9～13399.5 μg/kg之间,平均为4403.9 μg/kg,以磺胺甲基嘧啶和磺胺甲唑为主.牛粪中喹诺酮类化合物也全部被检出,磺胺类化合物检出率在90%以上,QNs在73.2～ 1328.0 μg/kg之间,平均为572.9 μg/kg,以诺氟沙星和环丙沙星为主;SAs在1039.4～15930.3 μg/kg之间,平均为3787.7 μg/kg,以磺胺甲唑和磺胺甲基嘧啶为主.不同地区畜牧粪便中喹诺酮类和磺胺类化合物的含量与组成特征有明显差异,广州市猪粪和牛粪中两类抗生素的含量均较高,而佛山市、深圳市牛粪中磺胺-5-甲氧嘧啶和磺胺二甲嘧啶均低于检测限.     

广东一饮用水源地河流沉积物及鱼体中氟喹诺酮类(FQs)抗生素残留特征研究

本研究对广东一饮用水源保护区的河流氟喹诺酮类(Fluoroquinolones,FQs)抗生素进行分析.采用高效液相色谱法定性定量分析9个沉积物样品和5种鱼肉及1种鱼内脏中3种FQs—诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)、环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)、恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)的残留特征,并与沉积物中有机质、总氮、总磷进行Person相关性分析.结果表明:河流沉积物各点平均值NORCIPENR,最大含量分别为:NOR248.25 ng·g-1,CIP 158.69 ng·g-1,ENR 56.81 ng·g-1;FQs和沉积物有机质、总磷相关系数平均为0.946、0.968(p0.01);5种鱼的鱼肉中FQs的含量可能高于或低于沉积物中FQs含量均值;鳙鱼内脏FQs含量是鱼肉中的3.21~9.53倍.研究结果对保障饮用水安全及水产品生态安全具有重要的意义.