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.     

典型药物在医院废水和城市污水处理厂中的污染特征及去除情况

本研究采用固相萃取结合高效液相色谱-串联三重四级杆质谱仪监测了17种苯二氮类药物、14种酸性药物和5种中性药物在广东省广州市的4座医院污水处理系统（H1~H4）和3座城市污水处理厂（W1~W3）中的污染特征.结果表明,在医院污水处理系统中检测到10种苯二氮类药物、8种酸性药物和3种中性药物,进出水中的浓度范围分别为0.41~23376 ng·L^-1和0.11~22888 ng·L^-1;在城市污水处理厂中检测到8种苯二氮类药物、8种酸性药物和4种中性药物,进出水中的浓度范围分别为0.4~1695 ng·L^-1和0.1~1526 ng·L^-1.其中,检测到浓度较高的苯二氮类药物分别为劳拉西泮［（53.1±2.7）ng·L^-1,H1］、奥沙西泮［（39.5±4.1）ng·L^-1,W2］和氯氮平［（30.6±4.0）ng·L^-1,W1］,布洛芬［（19014±5430）ng·L^-1,H1］和扑热息痛［（2600±570）ng·L^-1,H2］分别是酸性和中性药物中检测浓度最高的药物.大部分苯二氮类药物在医院污水处理系统和污水处理厂中的去除率均低于30%.酸性和中性药物的去除率远高于苯二氮类药物,且在污水处理厂中的去除率大部分在60%~99%之间,高于医院污水处理系统（10%~60%）.最后,根据人均污染负荷推算了典型药物在广东省和广州市的使用量以及广州市的年排放量,20种药物在广东省和广州市的总使用量分别为30371 kg·a^-1和3942 kg·a^-1,其中扑热息痛和布洛芬的使用量最高,苯二氮类药物中奥沙西泮和劳拉西泮也有较高的使用量.20种药物在广州市的排放量达到了1456 g·a^-1,各类药物的排放量范围为3.07（甲芬那酸）~378 g·a^-1（奥沙西泮）.     

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.     

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.     

基于计算模拟与响应面分析漆酶对己烯雌酚的降解作用

己烯雌酚（Diethylstilbestrol,DES）作为水环境中最具雌激素活性的合成化合物之一,其给生物体和环境带来的危害已经引起人们的关注.本研究首先通过分子对接与分子动力学模拟从理论上分析漆酶与DES的相互作用;其次通过实验分析其降解动力学模型及不同反应条件和介质对漆酶催化转化DES的影响;最后使用响应面分析方法优化漆酶-ABTS系统催化转化DES的最佳条件.计算结果表明,漆酶与DES的反应能够自发进行且它们之间主要存在氢键和疏水作用力.实验结果表明,反应6 h左右,50 mg·L^-1的DES的降解率达到93%以上;根据Michaelis-Menten模型得到的动力学参数K_m和V_max分别为36.18 mg·L^-1和45.98 mg·L^-1·h^-1,模型的R²为0.99.漆酶催化降解DES的最佳pH为6,最佳温度为55℃.几种介质中,ABTS对漆酶催化降解DES的作用最强.通过响应面分析发现,在pH=5.5、55.98℃、1.52 mmol·L^-1 ABTS、31.52 mg·L^-1 DES的条件下,反应0.5 h后ABTS-漆酶系统可将DES完全降解.本研究可为漆酶催化转化DES提供理论基础和实验方法.     

亚硫酸氢盐强化微量Fe2+活化过二硫酸盐降解扑热息痛

Fe²⁺可激活过二硫酸盐（PDS）快速产生硫酸根自由基（SO₄^-·），但Fe²⁺会快速转化为低活性的Fe³⁺，且Fe²⁺的投加量普遍较大，限制了该体系的广泛应用.采用亚硫酸氢盐（BS）强化微量Fe²⁺-PDS体系降解水中的扑热息痛（APAP）.结果表明，投加BS可促进Fe²⁺-Fe³⁺的循环，明显改善Fe²⁺-PDS体系对APAP的降解效果，在最优条件下（PDS=0.6 mmol·L^-1；BS=0.4 mmol·L^-1；Fe²⁺=10 μmol·L^-1；pH=4）下，APAP （4 μmol·L^-1）可在180 s内被完全降解.同时，APAP的降解速率随BS （0~0.6 mmol·L^-1）和PDS （0.2~1.5 mmol·L^-1）浓度的增大而升高，适量提高Fe²⁺浓度可促进APAP的降解，但增加BS的投加次数对降解速率影响不大.HCO₃^-与HPO₄^2-明显抑制了体系降解APAP的效率，Cl^-和NO₃^-有轻微抑制作用，腐殖酸（HA）则影响不大.通过淬灭实验和电子顺磁共振波谱检测，证实了体系中SO₄^-·、·OH和单线态氧的产生，其中SO₄^-·是降解APAP的主要活性物种.利用三维荧光光谱技术对APAP降解过程进行了表征，表明APAP降解产物具有荧光特性.此外，还鉴定出5种中间产物，并提出了3种可能的降解途径.体系在实际水体中的效能低于超纯水中的表现，但延长反应时间可明显增强降解效果，表明BS-Fe²⁺-PDS体系是一种有前景的有机污染物降解方法.     

基于表面增强拉曼光谱技术的饮用水中痕量恩诺沙星和环丙沙星快速检测

近年来,抗生素的滥用引发抗生素抗性基因在环境中的传播和扩散,对生态系统与人类健康构成潜在威胁,特别是饮用水中抗生素污染事件的相关报道引发社会极大关注.因此,如何实现应急公共卫生事件中的痕量抗生素快检成为研究热点.基于表面增强拉曼光谱（SERS）技术,并结合磁性固相萃取（MSPE）样品前处理方法,构建了饮用水水样中ng ·L^-1水平喹诺酮类抗生素的快速检测方法.借助于磁性氧化石墨烯复合纳米材料（Fe₃ O₄@SiO₂-GO）的高吸附容量所提供的高富集能力,成功实现了饮用水中1.0 ng ·L^-1恩诺沙星（ENR）和5.0 ng ·L^-1环丙沙星（CIP）的加标检出,回收率在77.5%~91.5%之间,满足当前饮用水水质检测的要求.对于有机基质复杂的湖水等环境水样,萃取材料的选择性尚有待于进一步提升.     

2016~2017年长荡湖流域河湖系统营养盐时空分布机制分析

以江苏省常州市长荡湖流域河湖系统为研究对象,基于野外监测与室内分析,探讨了水体氮、磷等营养盐的时空分布特征及其影响因素.结果表明,2016~2017年长荡湖流域河湖系统氮、磷污染突出,河流TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP和Chla平均质量浓度和高锰酸盐指数分别为（3.70±0.76）mg ·L^-1、（1.81±0.42）mg ·L^-1、（1.03±0.61）mg ·L^-1、（0.38±0.31）mg ·L^-1、（25.74±37.00）μg ·L^-1和（6.35±0.81）mg ·L^-1.河流总氮污染季节差异明显,表现为冬、春季劣于夏、秋季,河流总磷污染表现为秋、冬季劣于春、夏季,空间差异表现为北 > 西北 > 南 > 东部,河流处于中~高度富营养化状态.湖区TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP和Chla平均质量浓度和高锰酸盐指数分别为（2.25±0.94）mg ·L^-1、（0.98±0.47）mg ·L^-1、（0.19±0.14）mg ·L^-1、（0.11±0.03）mg ·L^-1、（18.71±8.76）μg ·L^-1和（4.59±1.09）mg ·L^-1,氮、磷质量浓度均超过Ⅲ类水标准,在空间上表现为从西部向东、南部降低的趋势,湖区处于轻~中度富营养状态.丹金溧漕河、通济河与薛埠河等河流是长荡湖流域河湖水系的主要污染物输送通道,丹金溧漕河干流输送氮、磷年通量最大,约为通济河和薛埠河年通量总和的10~12倍.长荡湖流域河流氮、磷污染同时受到农业面源污染物流失与城镇污水排放的影响.土地利用方式转变和大气沉降是导致长荡湖流域河湖系统氮、磷污染加剧的重要驱动因素.     

白洋淀清淤示范区沉积物中抗生素和多环芳烃的分布特征与风险评估

利用高效液相色谱-三重四极杆质谱法（HPLC-MS/MS）以及气相质谱法（GC/MS）,以白洋淀典型区域（鱼塘、开阔水域）的清淤区和未清淤区作为采样点,探究清淤前后沉积物样品中22种抗生素和16种多环芳烃的分布特征,并评价其风险.结果表明,白洋淀沉积物中22种抗生素的含量范围为0~52.89 ng ·g^-1,其中喹诺酮类抗生素含量最高.南刘庄开阔水域的抗生素平均含量为46.25 ng ·g^-1,远高于采蒲台开阔水域的19.07 ng ·g^-1.南刘庄清淤后抗生素的平均含量为9 ng ·g^-1,比清淤前降低了80.54%,清淤效果明显,而采蒲台区域清淤前后沉积物中抗生素的含量没有明显差别.16种多环芳烃（PAHs）的总量范围在23.79~329.40 ng ·g^-1,其中萘的含量最高可达242.02 ng ·g^-1,荧蒽的含量最低;南刘庄区域开阔水域沉积物中PAHs的平均含量为117.45 ng ·g^-1,高于采蒲台区域的57.98 ng ·g^-1,南刘庄开阔水域清淤后PAHs的平均含量为50.49 ng ·g^-1,减少了57.01%.生态风险评估表明,南刘庄开阔水域S2区域的恩诺沙星和诺氟沙星为高风险,说明白洋淀未清淤区域沉积物中的喹诺酮类抗生素风险不容忽视;而多环芳烃的生态风险较低,仅府河S1区域的萘处于中风险,其它均为低风险.     

高效降解1,4-二烷的固态菌剂制备及其性能研究

1,4-二烷污染的生物修复效果很大程度上取决于其降解菌的活性和数量.本研究在前期获得1,4-二烷高效降解菌Xanthobacter flavus DT8的基础上,研究了该菌的扩大培养方法,并制备了易于贮藏和运输的固态菌剂,考察了菌剂的性能.实验结果表明,菌株X. flavus DT8可在富营养培养基中培养,较优的培养基配方为：Na₂HPO₄·12H₂O 1.0 g·L^-1,NH₄Cl 1.0 g·L^-1,MgSO₄·7H₂O 0.2 g·L^-1,酵母粉5.0 g·L^-1,蛋白胨1.0 g·L^-1,丙酮酸钠1.0 g·L^-1,pH 7.0~7.2.X. flavus DT8经发酵罐中扩大培养后,以草炭、硅藻土为载体,经进一步固态发酵制备了固态菌剂,微生物含量为2.17×10¹¹ CFU·g^-1,对1,4-二烷的降解效果明显优于活菌液.该菌剂具有良好的贮藏稳定性,4℃保藏90 d后对100 mg·L^-1的1,4-二烷48 h内去除率为63%;同时具有良好的底物广谱性,对醇类、苯系物和醚类物质也有很好的降解能力.     

辽河流域地表水中典型抗生素污染特征及生态风险评估

利用固相萃取和高效液相色谱-质谱相串联法检测分析辽河流域地表水中5类典型抗生素的污染特征并评估其生态风险.结果表明,辽河流域地表水中抗生素平均浓度大环内酯类最高201.88 ng·L~(-1);其次是喹诺酮类124.27 ng·L~(-1),甲氧苄氨嘧啶113.40 ng·L~(-1),磺胺类93.93 ng·L~(-1),四环素类最低仅为24.37 ng·L~(-1);大辽河水系抗生素污染水平要高于辽河水系;来源解析结果显示人用抗生素所占比例最高为49.1%.抗生素甲氧苄胺嘧啶和脱水红霉素生态风险较高,新民市、沈阳市和鞍山市为流域内抗生素的高风险区域,风险评估结果表明辽河流域地表水已存在一定的生态风险,应引起足够的重视并控制其危害.     

羟基自由基氧化降解水中土臭素的效率与机制

土臭素(Geosmin,GSM)是一种由蓝绿藻及放线菌产生,具有令人讨厌土霉味的化合物.地表水中存在土臭素,尽管量少,但因传统水处理工艺难以去除,大大降低了饮用水的感官质量.本文采用大气压强电场电离放电结合水力射流空化方式制备的羟基自由基(Hydroxyl radicals,·OH)对水中GSM进行氧化降解,研究了氧化剂投加剂量、接触时间因素的影响,并根据气相色谱-质谱(GC-MS)全扫描获取的中间产物探讨了·OH氧化降解GSM的机制.实验结果表明:当氧化剂投加剂量为0.8 mg·L~(-1),管路中接触反应6 s,可把初始浓度100 ng·L~(-1)的GSM降解到10 ng·L~(-1)以下;提高氧化剂投加量至2.6 mg·L~(-1),接触反应180 s,可氧化降解500 ng·L~(-1)的GSM至10 ng·L~(-1)以下,达到我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006).在GSM水样中加入叔丁醇(Tertiary butyl alcohol,TBA)·OH淬灭剂,GSM氧化降解效果明显降低,间接证明了降解GSM的主要物质为·OH.对氧化降解GSM的中间产物分析表明·OH可以破坏GSM双环结构并最终将其矿化成CO_2和H_2O.     

华东地区某水源水中13种磺胺类抗生素的分布特征及人体健康风险评价

饮用水源水中残留微量抗生素对人体健康的潜在威胁日益引起广泛关注.采用固相萃取、高效液相串联质谱方法分析了13种磺胺类抗生素在华东地区某水源水中的分布特征.结果表明,13种磺胺类抗生素在水源水中均有不同程度检出,总浓度为10.5~238.5 ng·L~(-1).其中磺胺甲唑(SMX)和磺胺(SAM)的检出频率为100%,检出浓度分别高达107.0 ng·L~(-1)和43.1 ng·L~(-1).水源地入水口磺胺类抗生素污染水平高于出水口,SMX在水源地不同位置浓度变化不明显.磺胺类抗生素呈现季节变化特征,冬季和春季浓度为110.8~117.9 ng·L~(-1),是夏、秋季浓度的3.6~3.8倍.基于风险熵的方法评价水源水中残留的磺胺类抗生素对不同年龄段人群的健康风险,结果显示磺胺类抗生素风险值均远小于1,甲氧苄啶(TMP)对0~3个月的婴儿健康风险最大(0.001).该水源水中磺胺类抗生素对人体健康尚不构成直接威胁,但长期和综合风险值得关注.     

长江南京段水源水中抗生素的赋存特征与风险评估

利用固相萃取-液相色谱-串联质谱技术(SPE-HPLC-MS/MS)分析了长江南京段水源水中抗生素的赋存特征.结果表明,16个采样点累计质量浓度范围为13. 37～780. 5 ng·L~(-1),平均值为92. 95 ng·L~(-1),共检出4种磺胺类、3种氟喹诺酮类、1种四环素类、5种大环内酯类和1种氯霉素类抗生素,平均质量浓度为0. 14～49. 91 ng·L~(-1),其中恩诺沙星(ERX)和克拉霉素(CLR)的检出率为100%,克林霉素(CLI)检出质量浓度最高(739. 44 ng·L~(-1)).与国内部分河流、湖泊相比,长江南京段水体中的抗生素浓度处于较低水平.生态风险评估结果表明,点位S2具有最大的联合风险熵值(0. 31),磺胺甲恶唑(SMX)、强力霉素(DOX)和罗红霉素(ROX)的环境风险熵值具有低等风险水平; 9种抗生素对不同年龄段人群的健康风险指数HQ在2. 22×10-6和4. 86×10-3之间,同时CLI和DOX为主要的潜在健康风险因素.     

江苏省代表性水源地抗生素及抗性基因赋存现状

抗生素和抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）是环境中重要的新兴污染物,为探明江苏省代表性水源地多种环境介质中抗生素和ARGs的污染水平及影响因素,于2018年12月和2019年6月采集苏北、苏中和苏南的5处代表性集中式饮用水水源地取水口处水体、表层沉积物和石相附着生物膜样品,对3种介质中10种代表性抗生素浓度、1类整合子酶基因intl1和7种代表性ARGs的绝对丰度进行检测分析.结果表明,5处水源地中目标抗生素和ARGs处于较低赋存水平.磺胺类抗生素在水体、表层沉积物和附着生物膜中的赋存量分别为NF（未检出）~37.4 ng·L^-1,NF~47.3 ng·g^-1和NF~3759.1 ng·g^-1.喹诺酮类抗生素在3种介质中的浓度和含量分别为NF~5.3 ng·L^-1、0.4~32.5 ng·g^-1和NF~4220.9 ng·g^-1.目的ARGs中,sul1、sul2、tetW和tetQ的检出率为100%,其中磺胺类抗生素ARGs,即sul1和sul2基因丰度最高.表层沉积物和附着生物膜中的ARGs丰度相当,高于水体中ARGs的丰度.网络分析结果表明,所属拟杆菌门、变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门和放线菌门的细菌最有可能成为代表性水源地中ARGs的潜在宿主,在ARGs的扩散和转移过程中起重要作用.研究结果对于江苏省集中式饮用水源地水环境质量状况评估和水质安全保障具有一定的科学指导意义.     

宁夏第三排水沟中抗生素的污染特征与生态风险评估

利用固相萃取-超高效液相色谱-静电场轨道肼质谱联用仪检测分析了宁夏第三排水沟中磺胺类、四环素类、大环内酯类、喹诺酮类和林可霉素类这5类9种抗生素的污染水平,探讨了抗生素浓度与水质指标的相关性,并评估其生态风险.结果表明,在第三排水沟及其汇入水流中共检出7种抗生素,总浓度范围分别为14.91～153.48 ng·L-1和...     

天然水体中颗粒物吸附抗生素特征分析

为了研究抗生素在天然水体中的固、液相分配规律,分析了水体中颗粒物对7种典型抗生素的吸附特征,并通过环境扫描电镜测定了颗粒物的表面结构及元素组成.同时,采用高效液相色谱与质谱串联(HPLC-MS/MS)的检测方法对抗生素进行测定,以Simeton为内标物,得到抗生素的检出限为15~25 ng·L-1,定量下限为50~83 ng·L-1.连续吸附实验结果表明:初始的20 min颗粒物对抗生素的吸附比较快,达到过量吸附;吸附达到过饱和后会进行10 min的解吸反应;实验进行30 min后,吸附与解吸过程的变化会趋于稳定,2 h后达到吸附平衡.抗生素的平衡吸附量在1616~15568 ng·g-1之间,其吸附量及吸附曲线的变化与抗生素的pKa值密切相关.