目前,由于抗生素有著較大的消費(fèi)量、在環(huán)境各相態(tài)中被普遍檢出,對(duì)動(dòng)植物和人類有潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),因此抗生素在環(huán)境中的殘留問題已經(jīng)引起了世界范圍內(nèi)學(xué)者們的廣泛關(guān)注。進(jìn)入到生物體內(nèi)的抗生素僅僅有一部分被新陳代謝掉,高達(dá)80-90%的抗生素通過尿液和糞便以原型或化合物形式排入到水生生態(tài)環(huán)境之中。大量報(bào)道稱抗生素有著較高的環(huán)境遷移能力,磺胺甲惡唑(SMX)和羅紅霉素(RTM)在水體、土壤、沉積物和動(dòng)植物等多種相態(tài)被大量檢出,如果這些抗生素進(jìn)入食物鏈或食物網(wǎng)體系,通過生物放大作用,這些抗生素將在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)達(dá)到很高的濃度,進(jìn)而危害到生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定甚至人類健康。一般來說,水生生態(tài)系統(tǒng)中的沉積物會(huì)作為一個(gè)重要的媒介來吸附聚集相對(duì)更為憎水性的有機(jī)污染物。水生生物一般通過魚鰓、皮膚和內(nèi)部消化系統(tǒng)來蓄積污染物。一定程度上,污染物對(duì)水生生物的生物蓄積性可能被生態(tài)系統(tǒng)的其他物質(zhì)影響,例如懸浮性顆粒物、沉積物和膠體。除此以外,抗生素的聯(lián)合暴露也會(huì)影響其生物有效性。研究表明,抗生素對(duì)魚有著一定的毒性作用,而此方面的研究報(bào)告較少�？股貙�(duì)水生生物的毒性的關(guān)鍵評(píng)估指標(biāo)之一是它們的生物有效性,生物有效性廣泛用于對(duì)有毒化學(xué)品的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的其中一項(xiàng)檢測(cè)評(píng)估。斑馬魚具有許多優(yōu)點(diǎn)例如個(gè)體較小、容易繁殖等,因此,它已經(jīng)被廣泛的用作模式生物做研究。本研究使用斑馬魚作為模式生物,旨在確定SMX、RTM以及它們的聯(lián)合暴露在實(shí)驗(yàn)室控制系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化以及生物有效性。具體來說,本研究調(diào)查了實(shí)驗(yàn)室控制系統(tǒng)中抗生素在水,沉積物和斑馬魚各個(gè)相態(tài)之間的分布;抗生素對(duì)斑馬魚的生物有效性;以及沉積物粒度、鹽度和聯(lián)合暴露對(duì)抗生素生物有效性的影響。取得主要研究成果如下:(1)本文以沉積物粒徑和鹽度為研究重點(diǎn),以斑馬魚為模式生物,在實(shí)驗(yàn)室控制系統(tǒng)中確定其對(duì)SMX的生物有效性和生物累積性的影響。SMX濃度在水中逐漸減少,而在沉積物和斑馬魚逐漸增加,表明SMX可被沉積物吸附以及在斑馬魚體內(nèi)生物累積。沉積物的存在及其與水的相互作用降低了 SMX在斑馬魚中的生物有效性。具有較多有機(jī)碳含量的較小粒徑的沉淀物更多的吸附SMX,因此可以更多的降低生物有效性。由于SMX的鹽析作用,水中的鹽度增加,沉積物對(duì)SMX的吸附能力增加,導(dǎo)致SMX對(duì)斑馬魚的生物有效性降低。系統(tǒng)平衡時(shí),SMX在不同相態(tài)的分布說明水體是SMX的主要儲(chǔ)存場(chǎng)所(92.3%),其次是沉積相(2.5%),最少的是斑馬魚(0.05%)。(2)使用超高效液相色譜儀-串聯(lián)質(zhì)譜(UHPLC-MS/MS)分析單一和復(fù)合控制系統(tǒng)(水、水-沉積物、水-斑馬魚、水-沉積物-斑馬魚)中的各相態(tài)中的RTM,以期量化各相態(tài)中RTM的遷移、分布。隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng),水體中RTM濃度不斷減少,沉積物和斑馬魚體內(nèi)RTM不斷蓄積。沉積物的存在會(huì)減少RTM在斑馬魚中的生物有效性。在高鹽度環(huán)境下,沉積物擁有更大的吸附效率,符合鹽析效應(yīng),導(dǎo)致RTM的生物有效性及斑馬魚富集能力下降。水-沉積物-斑馬魚系統(tǒng)平衡時(shí),沉積物為RTM的主要富集場(chǎng)所,可積累42.0%的RTM。同時(shí),水體和斑馬魚中分別有48.7%和0.16%的RTM。(3)本文研究了 SMX與RTM聯(lián)合暴露對(duì)斑馬魚的生物有效性的影響。研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在RTM時(shí),由于競(jìng)爭(zhēng)吸附,沉積物中SMX減少;斑馬魚體內(nèi)SMX受聯(lián)合暴露影響明顯,SMX含量增加。系統(tǒng)中存在SMX時(shí),沉積物和斑馬魚中RTM受聯(lián)合暴露的影響不大。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)沉積物與斑馬魚共存,聯(lián)合暴露條件下,水體中SMX與RTM的濃度的下降趨勢(shì)大于僅有沉積物或僅有斑馬魚的系統(tǒng)。水中DOC的含量在水,水-斑馬魚,水-沉積物,水-沉積物-斑馬魚系統(tǒng)逐漸增加,表現(xiàn)為系統(tǒng)內(nèi)相態(tài)越多,水體中DOC含量增加越多。本文還發(fā)現(xiàn)水體中抗生素濃度與DOC的關(guān)系呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性,這些結(jié)果為研究抗生素的環(huán)境行為和生態(tài)毒理提供了參考。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：X174
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 問題的提出和研究意義
    1.2 抗生素
        1.2.1 抗生素的定義、分類與來源
        1.2.2 抗生素使用及污染現(xiàn)狀
        1.2.3 抗生素特征性質(zhì)
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 沉積物吸附研究
        1.3.2 生物有效性研究
        1.3.3 復(fù)合污染聯(lián)合作用研究
        1.3.4 斑馬魚的應(yīng)用
    1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 論文的研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 論文的技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 化學(xué)試劑與儀器
        2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)品、標(biāo)準(zhǔn)曲線的配置
        2.1.3 沉積物的采集及預(yù)處理
        2.1.4 斑馬魚的飼養(yǎng)
    2.2 樣品的前處理
        2.2.1 沉積物樣品萃取濃縮
        2.2.2 斑馬魚樣品去脂預(yù)處理
    2.3 回收率檢驗(yàn)
    2.4 分析方法
    2.5 質(zhì)量控制與質(zhì)量保證
第三章 不同因素對(duì)SMX的生物有效性的影響研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.3 SMX在水,水-沉積物,水-斑馬魚和水-沉積物-斑馬魚系統(tǒng)內(nèi)的濃度變化
    3.4 沉積物對(duì)SMX的生物有效性的影響
    3.5 不同粒徑對(duì)SMX的生物有效性的影響
    3.6 鹽度對(duì)SMX的生物有效性的影響
    3.7 SMX在實(shí)驗(yàn)室控制系統(tǒng)中的分布特征
    3.8 小結(jié)
第四章 不同因素對(duì)RTM的生物有效性的影響研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.3 RTM在水、水-沉積物、水-斑馬魚和水-沉積物-斑馬魚系統(tǒng)中的濃度變化
    4.4 沉積物對(duì)RTM的生物有效性的影響
    4.5 鹽度對(duì)RTM的生物有效性的影響
    4.6 RTM在實(shí)驗(yàn)室控制系統(tǒng)中的分布特征
    4.7 不同因素對(duì)RTM與SMX的生物有效性的比較研究
    4.8 小結(jié)
第五章 抗生素聯(lián)合暴露對(duì)生物有效性的影響研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.3 SMX在水、水-沉積物、水-斑馬魚和水-沉積物-斑馬魚系統(tǒng)中的單一及聯(lián)合暴露濃度變化
    5.4 RTM在水、水-沉積物、水-斑馬魚和水-沉積物-斑馬魚系統(tǒng)中的單—及聯(lián)合暴露濃度變化
    5.5 系統(tǒng)加入RTM聯(lián)合暴露,對(duì)SMX的生物有效性影響與系統(tǒng)加入SMX聯(lián)合暴露,對(duì)RTM的生物有效性影響
    5.6 溶解有機(jī)碳對(duì)SMX與RTM聯(lián)合暴露對(duì)生物有效性的影響
    5.7 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    論文著作
    參與的科研項(xiàng)目
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2834082