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.     

汾河沿岸农田土壤微塑料分布特征及成因解析

考察了汾河沿岸农田土壤中小于1 mm的微塑料分布特征及赋存因素.采用传统密度离心法对农田土壤中微塑料进行分离提取,使用体式显微镜观察了微塑料数量和类别等特征,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)表征微塑料的微观形貌,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对微塑料进行成分鉴定.结果 表明汾河沿岸农田土壤中微塑料平均丰度为...     

银川市农田土壤中四环素类抗生素的污染特征及生态风险评估

采集银川市农田表层土壤样品共43个,采用高效液相色谱法检测了土霉素（OTC）、四环素（TC）、金霉素（CTC）和强力霉素（DOC）的含量,结合空间克里金插值方法,分析了银川市农田土壤中这4种四环素类抗生素（TCs）的污染特征及空间分布状况,采用风险商值法评价了农田土壤中OTC、TC、CTC和DOC的生态风险.结果表明,四环素类抗生素在所有土壤样品中均有检出,土壤中ΣTCs含量在40.68~1074.42 μg·kg^-1之间,平均值为462.24 μg·kg^-1,在ΣTCs中平均占比为：CTC（69.26%） > OTC（16.34%） > TC（12.86%） > DOC（1.54%）,CTC为主要污染物;在空间分布上OTC、CTC和DOC这3种抗生素的浓度呈现中部高四周低的趋势,而TC则在西北部浓度最高;在不同种植类型土壤中ΣTCs的平均含量为：设施菜地（596.01 μg·kg^-1） > 牧草地（487.04 μg·kg^-1） > 耕地（437.52 μg·kg^-1） > 园地（404.99 μg·kg^-1）;生态风险评价结果显示,农田土壤中OTC、TC、CTC和DOC的风险平均值分别为0.14、0.69、0.14和1.02,其中23.26%样品的TC与6.98%样品的DOC处于高风险水平,应当引起重视.     

石家庄市土壤中喹诺酮类抗生素时空分布及其风险评估

由于喹诺酮类(QNs)药物在人类医学中的重要性,世界卫生组织将其列为“最重要的抗菌药物”.鉴于此,为阐明土壤中喹诺酮类抗生素时空分布特征及其风险,分别于2020年9月(秋季)和2021年6月(夏季)采集了18份表层土壤样品,并采用高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS/MS)分析测定了土壤样品中的QNs抗生素含量,明晰了QNs时空分布特征及其环境影响因子;并采用风险商值法(RQ)进行了QNs生态风险和抗性风险评估.结果表明：(1)由2020年9月(秋季)至2021年6月(夏季), QNs含量平均值呈现下降趋势[秋季和夏季ω(QNs)平均值分别为94.88μg·kg^-1和44.46μg·kg^-1];中部(S9～S15)土壤中QNs含量最高而其他区域较低;(2)土壤中粉粒平均占比并无显著变化,而黏粒和砂粒平均占比分别呈升高和下降趋势;总磷(TP)、氨氮(NH⁺₄-N)和硝氮(NO^-₃-N)含量平均值呈下降趋势;(3)相关分析结果表明,QNs含量与土壤粒径、亚硝...     

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。     

石家庄地下水中喹诺酮类抗生素生态风险及其与环境因子的相关性

国内外地下水抗生素的研究主要集中于抗生素的污染特征,而较少关注地下水中抗生素的生态风险及其与环境因子的相关性.鉴于此,选取石家庄市地下水环境为研究对象,应用超高效液相色谱串联质谱法（HPLC-MS）分析地下水中典型抗生素——喹诺酮类（QNs）浓度,研究QNs抗生素的生态风险,并建立QNs浓度与典型环境因子的相关性.结果表明：①石家庄地下水中QNs抗生素以环丙沙星（CIP）、依诺沙星（ENO）和氟甲喹（FLU）为主,其检出率分别为75.0%、80.0%和100%;②QNs抗生素浓度范围为3.02~98.5 ng·L^-1;就空间分布而言,QNs浓度在S4处最高（98.5 ng·L^-1）,而在S19处最低（3.02 ng·L^-1）;③相关性分析结果表明,温度（T）、化学需氧量（COD）、总溶解固体（TDS）、菌落总数（BCTC）和pH与QNs相关性显著（P<0.01或P<0.05）;④就生态风险的空间分布特征而言,S4为高风险区,其余各点为中低风险区;就QNs抗生素种类而言,除CIP处于中高风险水平,其余QNs处于中低风险水平.鉴于此,为了保障石家庄地下水环境安全,需进一步加强地下水中抗生素的风险管控.     

长期施用粪肥土壤中喹诺酮类抗生素的含量与分布特征

针对珠江三角洲地区长期施用粪肥的“无公害蔬菜”生产基地,利用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析方法,探讨了土壤中喹诺酮类(QNs)抗生素4种化合物的含量与分布特征.结果表明,土壤中4种化合物的总含量(ΣQNs)为3.97~32.03μg/kg,平均17.99μg/kg.各化合物的检出率除了洛美沙星(92%)以外均为100%,最高含量为17.21μg/kg,平均含量为0.17~9.31μg/kg,以环丙沙星为主,其次是诺氟沙星和恩诺沙星.化合物的含量与组成特征无论在平面上还是在剖面上均存在明显的空间分布差异,且随着深度增加含量迅速降低,但在80cm深度仍有检出.珠江三角洲地区长期施用粪肥蔬菜基地土壤中喹诺酮类抗生素含量较低,土壤生态毒性风险较小,但各化合物均很高的检出率而导致的协同生态毒性尤其是耐药性问题值得进一步研究.     

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.     

东莞市蔬菜基地土壤中喹诺酮类抗生素的污染特征研究

抗生素作为新兴环境污染物在区域农业土壤污染特征研究中鲜见报道.本文利用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱分析方法,调查了东莞市18个区镇24个代表性蔬菜基地土壤中喹诺酮类抗生素(QNs)的含量与分布特征.结果表明,4种喹诺酮类化合物的检出率均在90%以上,以环丙沙星(平均含量24.93μg·kg-1)和恩诺沙星(平均含量...     

河南省典型工业区周边农田土壤重金属分布特征及风险评价

为深入探讨典型工业区周边农田土壤重金属分布的特征,以河南省新乡市凤泉区大块镇工业区周边农田土壤为研究对象,对表面和剖面方向上土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等7种重金属污染的空间分布和污染风险进行分析,并使用主成分分析进行污染源解析,为该类工业区周边农田重金属污染治理与防控提供理论基础.结果表明,该工业区内...     

典型废旧塑料再生基地周边农田土壤中PAHs污染特征及健康风险评价

为了解废旧塑料再生行业对周边农田土壤环境的影响,在莱州市废旧塑料再生基地内部及周边农田采集22个土壤样品,利用高效液相色谱法对样品中16种多环芳烃(PAHs)含量进行了检测,并对其污染特征及健康风险进行了分析.结果表明,基地周边农田土壤中16种PAHs总含量为60.50～303.48μg··kg^-1,除■(Chr)、二苯并(a,h)蒽(DahA)外,其余组分的检出率均为100%.萘(Nap)、苊烯(Acy)、苊(Ace)为主要组分,分别占总量的49.57%、21.32%、14.95%.参考Maliszewska-Kordybach的土壤PAHs污染程度划分方法,仅有22.73%样品达到轻微污染且集中于基地内部.在空间分布上,基地内部农田土壤中PAHs含量显著高于外部,总体表现为距基地越远,农田土壤中PAHs含量越低.基地内部各采样点PAHs的构成具有相似性,主要以低环芳烃为主,占PAHs总量的89.56%以上,表明基地内部农田土壤有相对固定的PAHs来源.主成分分析法共提取到3个主成分,表明基地周边农田土壤中的PAHs主要与燃煤、生物质燃烧以及废旧塑料焚烧有关.健...     

辽河干流河岸带土壤有机磷酸酯污染特征研究

本研究分析了辽河干流河岸带土壤中有机磷酸酯（OPEs）的含量水平,阐明了其空间分布特征,探讨了OPEs含量与土壤总有机碳（TOC）的关系,评估了OPEs造成的潜在生态风险.结果表明,13种OPEs在辽河干流河岸带土壤中的总浓度范围为19.6~89.4ng/g,平均浓度为44.2ng/g,处于国内外研究的较低水平;河岸带土壤中OPEs的含量总体上表现为上游较低、中下游较高,辽河上游主要由烷基OPEs和TPPO（Triphenylphosphine oxide）组成,辽河中下游主要是烷基OPEs;辽河干流河岸带土壤中OPEs的含量与土壤TOC含量没有相关性,这与OPEs的疏水特性有关;各OPEs单体的危害熵以及12种OPEs的总危害熵均低于1,表明辽河干流河岸带土壤中OPEs造成的生态风险较小.     

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.     

辽东湾北部河口区土壤重金属污染源识别及健康风险评价

选取我国北方典型河口区—辽东湾北部区为研究对象,共采集129个表层土样,测定了Cu、Cr、Cd、Ni、Zn和Pb等土壤重金属含量,利用地统计分析、地累积指数（I_geo）、内梅罗指数、潜在生态风险指数（RI）、多元统计分析及健康风险模型对研究区土壤重金属的空间分布特征、污染来源及健康风险进行系统分析,并对区域人居环境改善提出对策建议.结果表明：①研究区土壤中Cu、Cr、Cd、Ni、Zn和Pb的平均含量分别为17.87、148.97、1.31、40.91、102.86和12.42 mg·kg^-1,除Cu和Pb以外都超过了辽宁省土壤背景值;②6种重金属污染程度排序为Cd > Cr > Zn > Ni > Cu > Pb,其中Cd元素污染最严重;土壤重金属综合生态风险指数RI为325.689,处于重度生态风险水平,Cd是主要的生态风险因子;③多元统计分析表明,重金属Cu、Zn和Pb主要受自然因素影响,Cr和Ni主要源于生活及工业废水排放,Cd以磷肥的大量使用、石油化工生产及工业活动作为主要的人为来源;④健康风险评价结果表明,皮肤接触暴露途径中儿童的非致癌风险大于成人,呼吸暴露途径中成人的致癌风险大于儿童,元素Cr的总致癌风险R_all<10^-6,不存在致癌风险,Cd的总致癌风险10^-4 < R_all < 10^-6,存在可接受致癌风险;⑤河口海岸区对我国海湾及沿海区域经济发展意义重大,土壤重金属污染和人居健康问题已经不容忽视,希冀本研究可为当地政府及同类区域提供科学借鉴.     

拉萨市城区土壤重金属分布特征及生态风险评价

为了解拉萨市土壤重金属污染情况和空间分布特征,对其主城区20个表层土壤样品中8种重金属浓度进行测定,利用内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数(RI)法对其环境质量和生态风险进行评价。结果表明：土壤中的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg浓度均值分别是拉萨市土壤背景值的0.92、1.02、0.85、0.83、0.73、0.83、1.28、0.8倍,但均符合GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,其中Zn、As超标率较高,分别为45%、95%;重金属元素空间分布呈现一定规律,大部分元素呈点状格局,其中Ni分布均匀,其他元素均有高值区出现,重金属累积状态与人为活动轨迹相似;除Zn和As的单项污染指数为轻度污染外,其他元素均为无污染,内梅罗综合污染指数均值为1.24,属于轻度污染;RI均值为85.96,为低生态风险,Hg和Cd为主要风险因子。拉萨市土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的累积以自然源为主,部分受到交通运输活动的影响;As的累积主要源于较高的自然背景值,Hg的累积受到自然源和工业源共同影响,Ni和Cr的累积受自然因子控制。

     

闽江福州段沉积物中重金属的分布特征及其毒性和生态风险评价

研究了闽江福州段表层沉积物中Cr、Zn、As、Cd、Cu和Pb等6种有毒重金属的含量及其空间分布特征,并采用基于共识的沉积物质量基准(CBSQGs)和潜在生态风险指数法(RI)对沉积物中重金属的毒性和潜在生态风险进行了评价.结果表明,6种重金属平均含量大小顺序为Zn(195.57 mg·kg~(-1))Pb(79.41 mg·kg~(-1))Cr(66.62 mg·kg~(-1))Cu(42.33 mg·kg~(-1))As(10.02 mg·kg~(-1))Cd(0.90 mg·kg~(-1)).Zn、Cd、Pb含量从河段上游到下游呈递减趋势,Cr、As呈递增趋势,Cu含量分布均匀.平均可能效应浓度商Q值对沉积物中重金属毒性判定结果表明,有18%的沉积物样品具有毒性,说明闽江福州段沉积物整体毒性效应低.从RI值来看,闽江福州段沉积物的生态风险属于中低等级;风险等级为中的样品占55.3%,主要分布在河段上游和中游(福州市区的南港和北港段),风险主要来自Cd的污染.     

都市农业区域村级果园土壤氮素的空间分布特征——以上海南汇新场镇果园村为例

以上海都市农业区域南汇新场镇果园村为例,运用传统统计学和地统计学方法研究了该村主要土地利用类型--桃园耕作层土壤氮素的空间变异特征.结果表明,桃园土壤中总氮(TN)和铵态氮(NH4+-N)的变异程度较大,属强变异性;硝态氮(NO3--N)的变异程度较小,属中等变异性.TN、NO3-N和NH4+-N的变异函数的最佳拟合模...     

宁夏土壤中PAEs污染特征及健康风险评价

采集宁夏全区6种不同土地利用类型共87个土壤样品,使用气相色谱-质谱联用检测方法（GC-MS）检测了土壤中16种邻苯二甲酸酯（PAEs）化合物的含量,分析了不同土地利用类型土壤中PAEs污染特征和组成特征.基于主成分分析法对不同土地利用类型土壤中PAEs的可能来源进行了探讨,采用普通克里金插值法对PAEs进行空间插值分析,利用健康风险模型评价了6种PAEs单体在覆膜耕地、园地、耕地土壤中的人群健康风险.结果表明：宁夏不同土地利用类型土壤中∑₁₆PAEs含量范围为84.3~8728μg/kg,平均值为1500μg/kg,空间上表现出南北高,中间低的分布特征;在不同土地利用类型土壤中,DEHP、DnBP、DIBP是研究区土壤中最主要的污染单体,对∑₁₆PAEs总含量的平均贡献率分别为58.3%、13.9%、11.8%;主成分分析表明DnBP、DEHP、DIBP、DEP、DpHP、DMP单体之间、DBEP、BMPP单体之间具有正相关性,表明这些单体之间具有可能相似的来源;人体健康风险评价表明,6种优先控制化合物对成人和儿童产生的非致癌风险值均<1,未超过美国环保署（EPA）推荐的非致癌风险水平,对于DEHP和BBP单体,成人和儿童通过非饮食途径的致癌风险未超过美国EPA推荐的致癌风险水平,而在饮食途径下成人和儿童的致癌风险值分别为7.91×10^-6和3.08×10^-6,超过EPA推荐的致癌风险水平,应引起重视.     

长江中游近岸表层沉积物重金属污染特征分析及风险评估

为了探究长江中游近岸沉积物中重金属污染情况,2020年6月对长江中游14个采样断面的沉积物进行样品采集并测定沉积物中汞（Hg）、镉（Cd）、砷（As）、铜（Cu）、铅（Pb）、铬（Cr）和锌（Zn）等7种重金属元素的含量.首先分析了长江中游近岸表层沉积物重金属含量的空间分布特征,然后采用相关性分析方法（CA）、主成分分析法（PCA）和正定矩阵因子分解法（PMF）相结合的途径分析表层沉积物中重金属的来源,最后采用地累积指数法（I_geo）、潜在生态风险指数法（RI）和沉积物质量基准法（SQG）对重金属进行了风险评价.结果显示,Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的平均含量分别为0.13、0.77、11.20、36.45、36.40、83.99和124.21 mg·kg^-1,其中Cd和Pb的平均含量超过背景值的1.72和1.35倍;PCA提取了前3个主成分（累积贡献率85.16%）,结合CA结果显示重金属Cd、As、Cu、Pb和Zn来源一致,Hg和Cr来源一致;PMF模型将7种重金属元素的污染源分成3个因子并得到因子的贡献率,并且工业和生活废水、煤炭燃烧、采矿业3个因子的综合贡献率为41.96%、32.48%和25.55%;地累积指数法（I_geo）评价结果显示,Cd是主要重金属污染物,处于轻度污染程度等级,Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等6种重金属元素处于无污染等级;潜在生态风险指数法评价结果显示,Hg的最高风险等级为中等生态风险等级,位于城陵矶和新厂采样点,Cd的最高风险等级为强生态风险等级,位于牯牛沙水道和武汉上采样点,As、Cu、Pb、Cr和Zn在14个采样断面均属于低生态风险等级.综合潜在生态风险指数（RI）为62.59~138.59,其中处于低微和中度风险等级的采样点分别占总采样点的71.43%（10个采样点）和28.57%（4个采样点）,整体上长江中游干流污染不严重;沉积物质量基准法（SQG）评价结果显示,长江中游沉积物等级为Ⅰ级,定性评价为优,显示长江中游14个采样断面的沉积物对底栖生物没有毒性作用.综合以上结果,长江中游重金属污染不严重,Cd为重点防治的重金属元素.