白洋淀优势水生植物中喹诺酮类抗生素的生物富集特征及其与环境因子相关性研究

利用超高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS)对白洋淀水体和水生植物中喹诺酮类(Quinolones,QNs)抗生素进行检测,并探究QNs在水生植物的生物富集特征及其与环境因子的相关性.研究结果表明:①在水生植物中,氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)和氟甲喹(Fhmequine,FLU)的检出率最高(Freq=10...     

白洋淀优势鱼类中喹诺酮类抗生素的生物累积特征及其与环境因子相关性

喹诺酮类抗生素(quinolone antibiotics,QNs)易富集于水生生物中,近年来在我国湖泊中广泛检出,且其生物富集系数和营养传递行为具有明显的时空异质性.本研究选取白洋淀9种优势鱼类为研究对象,分析14种QNs的生物累积特征及其与环境因子的相关性,评估了QNs健康风险.结果表明,白洋淀水体中ΣQNs质量浓度范围为0.740 0～1 590 ng·L^-1,其中氟甲喹(flumequine,FLU)、喹酸(oxolinic acid,OXO)和氧氟沙星(ofloxacin,OFL)检出率较高,FLU平均质量浓度最高;鱼类体内ΣQNs含量范围为17.1～146 ng·g^-1,其中环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)和FLU平均含量较高.生物累积系数(bioaccumulation factors,BAF)范围(L·kg^-1)为96.2(BAFMAR)～489(BAFCIP),表明QNs在鱼类中的生物累积能力较低.5种检出率较高的QNs[恩诺沙星(enrofloxacin,ENR)、FLU、马波沙星(ma...     

白洋淀喹诺酮类抗生素污染特征及其与环境因子相关性研究

利用超高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS)对白洋淀水体和沉积物中喹诺酮类(Quinolones,QNs)抗生素进行检测,并研究其生态风险空间分异特征,探究其与环境因子的相关性.结果表明:①白洋淀氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)和氟甲喹(Flumequine,FLU)的检出率最高(100%),其次为马波沙星(Marbofloxacin,MAR)和氟罗沙星(Fleroxacin,FLE)(≥60%),其余QNs的检出率较低(≤35%);②白洋淀水体和沉积物中QNs抗生素浓度范围分别为153.39～1550.07 ng·L~(-1)和10.22～381.85 ng·g~(-1),水体中QNs在S1处浓度最高,S4处最低,沉积物中QNs在S2处浓度最高;③相关性分析结果表明,水体透明度(Secchi depth,SD)、总氮(Total nitrogen,TN)、总磷(Total phosphorus,TP)、硝氮(Nitrate nitrogen,NO~-_3-N)、沉积物氨氮(Ammonia nitrogen,NH_3-Ns)和沉积物总氮(TNs)与QNs相关性显著,其中,SD、TP和NH_3-Ns与部分QNs(MAR、恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)和FLE)显著相关(p0.01),表明生活污水和养殖废水对QNs的贡献较大;④生态风险评价结果表明,白洋淀QNs总体处于中低风险水平,其中,ENR处于中高风险水平,其余QNs处于低风险水平;就空间分布而言,除S1和S9为高风险区外,其余各点为中低风险区.     

重金属在北江鱼类和底栖动物体内的富集及污染评价

调查研究了北江中上游的鱼类、虾、螺和蚬,以及鲤鱼体内不同组织中重金属Pb、Cd、Hg、As的含量,并采用污染指数法对重金属的污染进行了评价。调查结果显示,不同水生动物体对同种重金属元素的富集量存在较大差异,而同一水生动物体对不同重金属元素的富集能力也有很大区别。北江鱼体肌肉中不同重金属的污染程度由强至弱的顺序为:CdPbHgAs;不同水生动物体的可食部分重金属综合污染水平由高至低依次为:蚬螺虾鱼。鱼体中不同器官组织对重金属的蓄积能力差异巨大,北江鲤鱼体内各器官组织蓄积重金属总量依次为:内脏鳃脂肪肌肉。该次调查采集的北江底栖类动物样品已明显受到重金属污染,达不到无公害水产品安全要求;而北江鱼类肌肉则满足无公害水产品安全要求。     

鄱阳湖大型底栖动物时空演变特征及驱动因素

于2019年7月对鄱阳湖133个样点大型底栖动物进行调查,分析其群落结构与环境因子之间的关系.结果表明,共记录底栖动物48种,隶属7纲16目22科38属,全湖底栖动物的平均密度和生物量分别为158.38ind/m2和173.76g/m2,现阶段优势种主要为河蚬、铜锈环棱螺和大沼螺.将全湖分为5个湖区:北部湖区、西北部湖...     

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.     

我国底栖动物重金属积累量的初步研究

根据国内外文献报道,对我国主要水体中大型底栖动物(双壳类、螺类、蟹类和虾类)体内重金属Cd、Cr、Pb和Cu的含量水平进行系统地总结和分析。结果表明,双壳类、螺类、蟹类和虾类体内Cr的几何均值分别为1.03、0.96、2.03和0.35 mg/kg;Cd的Box-Cox均值大小为1.11、0.68、0.13、0.12 mg/kg;Pb的Box-Cox均值分别为0.31、0.43、1.29和0.35 mg/kg;Cu的Box-Cox均值分别为7.87、19.70、70.60和10.10 mg/kg。参照中国无公害食品水产品有毒有害物质限量(NY 5073-2006),甲壳类动物Pb超标严重,超标率为43.50%,其次是Cd(22.51%)、C(r19.12%),Cu的超标率最小,为16.50%;软体动物中Cd的超标率高达34.41%,其次是C(r22.19%)、Pb(18.21%),Cu的超标率最小,为16.02%。结合我国居民的平均水产品消费量计算得到Cd、Cr、Pb和Cu的摄入量低于其允许摄入量,其对人体的健康风险还需要进一步深入研究。     

底栖动物在南洞庭湖岸边污染带水质评价中的应用

南洞庭湖是洞庭湖目前存水面积较大的湖泊,现有水面917km,它主要受纳澧水、沅水及长江水的一部分,然后注入长江。近年来,由于沿岸造纸、食品、麻纺等乡镇企业的高速发展,大量有机污水排入沿岸水域,如此长期持续排污必使其水生态系统受到严重破坏,直接影响到洞庭湖水体的综合开发利用。     

白洋淀喹诺酮类抗生素与微生物群落结构和多样性相关性研究

微生物作为水生态系统中的重要组成部分,其对水环境的能量流动和物质循环等具有重要作用,为研究富营养化湖泊中喹诺酮类抗生素(Quinolones,QNs)对微生物群落结构和微生物多样性的影响,本研究选取白洋淀为研究区,建立了QNs与微生物群落的相关性.结果表明,已测的QNs均有不同程度检出,其中,氟甲喹(Flumequine,FLU)和恶喹草酸(Oxolinic Acid,OXO)检出率较高;就空间分布而言,水体中QNs最大值出现在采蒲台区(433.52 ng·L~(-1)),最小值出现在枣林庄和烧车淀区(20.51 ng·L~(-1));沉积物中QNs最大值出现在端村区(372.72 ng·g~(-1)),最小值出现在藻苲淀区(20.29 ng·g~(-1)).高通量测序结果表明,白洋淀沉积物微生物群落的优势种群为变形菌门和绿弯菌门,平均含量分别为38.62%和19.85%;变形菌门和绿弯菌门占所有微生物的比例在端村区最高(62.31%),藻苲淀区最低(54.62%).多样性指数分析结果表明,枣林庄和烧车淀区和藻苲淀区的微生物多样性指数(Chao1指数、Shannon指数和Simpsoneven指数)最高,而端村区最低.研究表明,受抗生素污染严重的区域通常会使微生物群落丰度下降,与本研究结果基本相符,说明微生物多样性受抗生素污染影响,对研究QNs污染的治理具有重要意义,为未来解决污染问题提供了良好的基础.     

白洋淀典型抗生素的源解析及其特定源风险评估

目前我国湖泊中抗生素污染形势严峻,研究多集中于抗生素的时空分布与风险评价等,而有关源解析的研究则较少.鉴于此,选取白洋淀为研究区,探究典型抗生素的污染来源及其特定源风险.运用高效液相色谱串联质谱法（HPLC-MS）测定样品中的四环素类（TCs）、磺胺类（SAs）和喹诺酮类（QNs）抗生素,并运用正定矩阵因子分解（PMF）模型和风险商值法（RQ）相结合的方法对典型抗生素进行源解析和特定源风险评估.结果表明：①水体和沉积物中抗生素含量范围分别为ND~2635 ng ·L^-1和ND~259.8 ng ·g^-1;②就水体中抗生素浓度的空间分布而言,QNs呈西高东低,SAs呈中部高、南北低,TCs呈中部低、南北高的分布特征;就沉积物中抗生素含量的空间分布而言,QNs呈中部高,东西低,而SAs和TCs均呈西高东低的分布特征;③就抗生素的来源而言,水产养殖（33.2%）占比最高,其次为污水处理厂（29.2%）、畜禽养殖（18.9%）和生活污水（18.7%）;④就生态风险而言,恩诺沙星（ENR）和氟甲喹（FLU）处于中高风险水平;⑤就特定源风险的空间分布而言,除S1处水产养殖处于高风险水平,其余样点各源均处于中低风险水平;就源的种类而言,水产养殖处于中高风险水平,其余各源均处于中低风险水平.因此,针对白洋淀抗生素的主要来源及其特定源风险等级,需采取更为精准科学的抗生素风险管控.     

白洋淀及周边土壤重金属的分布特征及生态风险评估

为了解白洋淀土壤重金属污染现状和潜在生态风险,采集白洋淀区域表层土壤样本55个并检测锰（Mn）、铬（Cr）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）和镍（Ni）等8种重金属的含量.采用地统计学方法（莫兰指数和半方差函数）分析其空间变异结构和分布格局,运用地累积指数（I_geo）和潜在生态风险指数（E_rⁱ和RI）评估了重金属污染的程度及其风险.结果表明,研究区土壤重金属ω（Mn）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Zn）、ω（As）、ω（Cd）、ω（Pb）和ω（Ni）平均值分别为467.75、43.59、28.57、89.04、12.32、0.18、19.26和30.56 mg ·kg^-1,均低于农用地土壤污染风险筛选值,但Cu、Zn和Cd明显高于背景值,其中,Cu （48.65%）和Cd （37.52%）为高度变异元素.莫兰指数显示Mn、Cu、Cd和Pb空间自相关不显著,半方差函数模型拟合显示Cd和Pb的块金系数均为100%,说明其空间变异由随机变异主导,受人为因素影响较大.重金属高值区主要分布在白洋淀的西南部地区,并且元素之间均有显著的相关性,表现为复合污染.重金属污染程度I_geo从高到低依次为：Cd>Cu>Zn>Ni>As>Pb>Mn>Cr,其中,Cd污染最为普遍,67.27%的样本为轻度污染.风险评估（E_rⁱ）显示,Cd的E_rⁱ平均值为58.81,属于中等程度生态风险;其他重金属均为轻微生态风险.研究区土壤重金属污染RI为轻微生态风险（87.81）,其中,Cd对RI的贡献率最高（66.39%）.因此,未来需要加强对白洋淀西南部重点区域重金属Cd污染的监测和治理.     

喹诺酮类抗生素在城市典型水环境中的分配系数及其主要环境影响因子

沉积物作为抗生素在水环境中的主要赋存介质,越来越多的研究关注抗生素在水体-沉积物中的分配行为;但此前研究多基于实验室模拟,而在自然水环境中抗生素的分配行为及其与环境因子相关性研究则较少关注.鉴于此,以石家庄市地表水和沉积物为研究对象,采用超高效液相色谱串联质谱法（HPLC-MS）分析石家庄水环境中喹诺酮类（QNs）抗生素的时空分布特征,计算其在水和沉积物中的分配系数,并确定自然水环境中分配系数的主要环境影响因子.结果表明：①在石家庄市水体和沉积物中QNs含量分别为8.0~4.4×10³ ng·L^-1和16~2.2×10³ ng·g^-1,其中恩诺沙星（ENR）和氧氟沙星（OFL）分别是水体和沉积物中主要的QNs抗生素;②石家庄市水体中QNs总含量呈现12月（1.0×10⁴ ng·L^-1）大于4月（5.5×10³ ng·L^-1）的趋势,沉积物中QNs亦呈现12月（7.8×10³ ng·g^-1）大于4月的趋势（6.2×10³ ng·g^-1）;③石家庄市水环境中QNs抗生素的分配系数变化范围为34~2.9×10⁵ L·kg^-1,且呈现12月大于4月的趋势;④相关性分析结果表明,总氮（TN）、硝氮（NO₃^--N）、亚硝氮（NO₂^--N）和氨氮（NH₄⁺-N）与大部分QNs［OFL、诺氟沙星（NOR）、ENR、双氟沙星（DIF）和喹酸（OXO）］分配系数显著相关,温度（T）、总有机碳（TOC）和总溶解性固体颗粒物（TDS）与个别QNs［马波沙星（MAR）和DIF］分配系数显著相关.因此,水体富营养化水平会影响抗生素在水体-沉积物中的分配行为.     

六溴环十二烷(HBCDs)异构体和对映体在白洋淀土壤和植物中的选择性富集与传输

利用高效液相色谱-串联三重四级杆质谱分析了白洋淀土壤和植物中六溴环十二烷（HBCDs）异构体和对映体的选择性富集分布及传输特征.土壤和植物样品中ΣHBCD浓度分别为1.32~8.25 ng·g^-1（干重）和N.d.~2.18 ng·g^-1（干重）;在采蒲台（CPT）、圈头（QT）和范峪淀（FYD）检测到的污染物浓度较高,表明南部土壤污染较北部严重;与国内外其他区域相比,白洋淀地区HBCDs的污染水平相对较低.淀区HBCDs的富集存在显著的异构体和对映体选择性行为,γ-HBCD和α-HBCD分别是土壤和植物中的主要异构体,平均百分比贡献率分别为68.24%和44.10%;在多数土壤和植物样品中均表现出（-）-HBCD比（+）-HBCD更易于被选择性富集.ΣHBCD从土壤到植物根系的传输RCFs（根富集因子）为0.12~0.93,其中泥胡草对HBCDs的富集能力最强,荠菜最弱;植物根部到地上部的传输系数（TFs）为0.09~0.81,植物茎向传输能力为补血草 > 牛筋草 > 荠菜 > 泥胡草.HBCDs异构体在土壤-植物体系的RCFs与log K_ow,TFs与log K_ow之间均未发现显著的相关性,可能是由于植物物种的差异和复杂的真实环境的影响.本研究首次为白洋淀淀区土壤-植物体系中HBCDs的污染及其立体选择性行为提供依据,对该地区综合评估其生态安全风险和持久性有机污染物（POPs）的污染防治具有重要意义.     

白洋淀表层沉积物中多环芳烃的含量、分布、来源及生态风险评价

研究了白洋淀表层沉积物中US EPA 16种优先控制的多环芳烃(PAHs)的分布特征和污染来源,其w(PAHs)为101.3～1 494.8 ng/g (平均值为353.0 ng/g),与国内其他的湖泊和河流相比,整体处于中等污染水平. 安州采样点沉积物中w(PAHs)最高,污染最严重;其次为小田庄、烧车淀、王家寨;污染较轻的采样点为枣林庄、光淀、圈头和端村. 在16种多环芳烃单体中,菲、荧蒽、芘、苯并［b］荧蒽所占比例较大. w(荧蒽)/w(芘)和w(菲)/w(蒽)2个比值显示, 白洋淀沉积物中多环芳烃的含量和分布受石化材料燃料、煤炭及薪柴燃烧影响较大. 风险评价表明,安州采样点表层沉积物对生物存在潜在危害,而其他采样点沉积物潜在风险处于较低水平.      

白洋淀底泥重金属形态及竖向分布

为了解白洋淀底泥沉积物中重金属含量及其潜在生态危害程度,选取白洋淀淀区具有代表性的7个样点,通过无扰动重力采样器采集0～14 cm表层底泥,用优化的BCR连续萃取法对底泥中重金属进行不同形态提取,对不同形态以及不同深度的重金属含量进行测定,分析不同形态重金属与底泥中总有机碳(TOC)之间的关系,并通过地累积指数(Igeo)法对底泥重金属污染程度进行评价.结果表明,Co、Fe、Mn、Pb、Zn的形态分别以残渣态、酸可溶态、铁锰氧化态以及有机结合态为主;有机结合态重金属与底泥TOC结合的趋势大于其他形态;Co、Pb、Zn含量随着深度增加总体呈降低的趋势,它们在0～2 cm底泥的含量最高,Mn的含量在6～8 cm达到最小,14 cm时含量达到最大;白洋淀淀区底泥中Co、Mn污染程度主要为无污染或轻度污染,Pb、Zn除府河入口外主要为轻度污染,府河入口处的Pb、Zn为中度污染.