抗生素濫用可能誘發(fā)超級細(xì)菌,其毒性效應(yīng)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)受到廣泛關(guān)注。由于氣候變化和人類活動,全球水環(huán)境內(nèi)藍(lán)藻水華現(xiàn)象日益嚴(yán)重。藻華暴發(fā)過程中會產(chǎn)生大量溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM),影響抗生素類污染物的絡(luò)合、吸附、降解、富集等行為。藍(lán)藻水華暴發(fā)和抗生素污染之間的復(fù)雜作用為湖泊復(fù)合污染評估和控制帶來了新的挑戰(zhàn)。為此,本研究以中國太湖為主要研究對象,以銅綠微囊藻產(chǎn)生的DOM為典型藻源DOM,考察DOM與抗生素類污染物的交互作用,明確DOM關(guān)鍵因子對抗生素吸附行為的影響,為理解藍(lán)藻水華湖泊中抗生素類污染物的歸趨提供理論基礎(chǔ),對保障生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展和人類的健康具有重要意義。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)考察藻源DOM與抗生素的化學(xué)絡(luò)合。從太湖采集藻源DOM,EEM–PARAFAC分析得到三種熒光組分:類富里酸組分C1、類色氨酸組分C2和類絡(luò)氨酸組分C3。熒光淬滅實(shí)驗(yàn)表明三種熒光組分可不同程度地與四環(huán)素(Tetracyclines,TTC)發(fā)生靜態(tài)淬滅,形成非熒光復(fù)合物,且淬滅作用改變了DOM分子的微環(huán)境極性。同步熒光光譜聯(lián)合二維相關(guān)圖譜進(jìn)一步表明類色氨酸組分優(yōu)先和TTC發(fā)生淬滅作用,其次為類絡(luò)氨酸組分和類富里酸組分。通過Ryan-Weber非線性擬合,三個熒光組分的絡(luò)合常數(shù)logK值范圍為5.05–5.85,大小順序?yàn)镃2C3C1。因此,類蛋白組分為主的DOM對TTC的絡(luò)合作用強(qiáng)于類腐殖組分為主的DOM。(2)明確藻源DOM介導(dǎo)下抗生素的吸附行為。DOM可增強(qiáng)針鐵礦對磺胺二甲基嘧啶(Sulfamethazine,SMT)的吸附。針鐵礦可吸附DOM,且對熒光組分的親和力大小為:類色氨酸組分類絡(luò)氨酸組分長發(fā)射波長類腐殖組分短發(fā)射波長類腐殖組分。同時,類絡(luò)氨酸組分與SMT的化學(xué)絡(luò)合最強(qiáng),logK值最高,其次為類色氨酸和短發(fā)射波長類腐殖組分,而長發(fā)射波長類腐殖組分的絡(luò)合作用很弱。DOM中類蛋白組分可通過吸附架橋的作用促進(jìn)針鐵礦對SMT的吸附,而類腐殖質(zhì)組分在DOM-針鐵礦-SMT三相體系中作用較弱。(3)分析生物降解對藻源DOM與抗生素交互作用的影響。通過構(gòu)建多級生物膜反應(yīng)器,發(fā)現(xiàn)藻源DOM生物活性很高,可降解部分占79%。結(jié)合EEM–PARAFAC分析和高效液相色譜–三維熒光分析,藻源DOM中蛋白類組分生物活性高于腐殖類組分。同時,親水性蛋白類組分比疏水性蛋白類組分更易降解,且親水性腐殖類組分比疏水性腐殖類組分活性低。因此,藻華期DOM與抗生素的絡(luò)合作用較強(qiáng),但藻華末期DOM的生物降解可能減弱了絡(luò)合作用。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X524
【部分圖文】：

工業(yè)化進(jìn)程的加速，工業(yè)污水和生活污水的大量排入，造成太湖水體內(nèi)，浮游水草藍(lán)藻類等植物的大量繁殖，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，造成水用于水體，導(dǎo)致惡性循環(huán)，使太湖成為國內(nèi)富營養(yǎng)化最嚴(yán)重的的淡水湖的廣泛關(guān)注[62]。采集湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范和國內(nèi)外湖泊水環(huán)境監(jiān)測調(diào)研，及江蘇太湖湖泊研究站的數(shù)據(jù)，結(jié)合太湖梅梁灣地區(qū)的實(shí)際水環(huán)境情況，應(yīng)用GPS導(dǎo)航儀的地點(diǎn)在中國科學(xué)院太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站的長期監(jiān)測點(diǎn)：太湖站 32湖梅梁灣口，東經(jīng) 120°11'19.70"，北緯 31°28'46.17"，與 THL05 構(gòu)成斷湖交換條件下湖泊生態(tài)環(huán)境變化（圖 2-1 和圖 2-2）。水樣采集時間為 6 在 5 月底 6 月初暴發(fā)，尤以周圍的小水灣等水體流動性差的水域嚴(yán)重[6質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)條件》，在取樣船采用桶型采樣器，按照左點(diǎn)含藍(lán)藻水樣 10 L，將采集到的三個平行樣品，放置于無機(jī)玻璃采樣桶封保存后并存于 4 ℃外出采樣車載冰箱中帶回實(shí)驗(yàn)室，并在 72 小時內(nèi)完

圖 2-2 太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)（2017 年 6 月）Figure 2-2 Cyanobacteria Bloom Crisis In Taihu Lake（June 2017）.3 DOM 提取濾膜預(yù)處理：將孔徑為 0.7 μm 和 2.7 μm 的 GF/F 和 GF/C 玻璃纖維濾膜放入馬弗爐中，在 45件下灼燒 4 h。DOM 采集：2017 年 6 月采集位于太湖藻華區(qū)表層水，樣品運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，首先將三個平行充分混合均勻；采用抽濾法使用孔徑 2.7 μm 的 GF/C 玻璃纖維濾膜過濾除去大顆粒和雜質(zhì)，再7 μm 的 GF/F 濾膜過濾，收集濾液，置入–80 °C 冰箱凍存。

圖 2-2 太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)（2017 年 6 月）Figure 2-2 Cyanobacteria Bloom Crisis In Taihu Lake（June 2017）DOM 提取膜預(yù)處理：將孔徑為 0.7 μm 和 2.7 μm 的 GF/F 和 GF/C 玻璃纖維濾膜放入馬弗爐中，在 45灼燒 4 h。OM 采集：2017 年 6 月采集位于太湖藻華區(qū)表層水，樣品運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，首先將三個平行混合均勻；采用抽濾法使用孔徑 2.7 μm 的 GF/C 玻璃纖維濾膜過濾除去大顆粒和雜質(zhì)，再 的 GF/F 濾膜過濾，收集濾液，置入–80 °C 冰箱凍存。
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本文編號：2860413