本文關(guān)鍵詞：集約化蔬菜種植區(qū)土壤中喹諾酮類抗生素的殘留動(dòng)態(tài)及其健康風(fēng)險(xiǎn)

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【摘要】：背景 抗生素是一種新型的環(huán)境污染物,能夠以多種途徑進(jìn)入到環(huán)境介質(zhì)中,對(duì)環(huán)境中微生物活性、動(dòng)植物生長(zhǎng)甚至人類健康等構(gòu)成威脅。由于土壤是抗生素的主要?dú)w宿之地,進(jìn)入環(huán)境中的抗生素最終將在土壤/沉積物中積累,而植物從土壤中吸收是蔬菜中抗生素殘留的主要途徑。喹諾酮類是土壤中檢出種類較多且濃度較高的抗生素種類之一,并且它在土壤中的吸附能力高于其他磺胺類、大環(huán)內(nèi)酯類等抗生素。因此土壤中的喹諾酮類抗生素研究成為熱點(diǎn)問題。而目前,對(duì)于土壤中喹諾酮類抗生素隨時(shí)間變化情況的研究以及喹諾酮類抗生素對(duì)土壤生態(tài)和人類健康的影響的研究較少,因此,本文針對(duì)土壤中喹諾酮類抗生素殘留動(dòng)態(tài)及健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了深入探討和研究。 目的 揭示集約化蔬菜區(qū)土壤中喹諾酮類抗生素含量特征,并通過實(shí)驗(yàn)室模擬來研究喹諾酮類抗生素在該地區(qū)常見兩種類型土壤中的吸附及降解動(dòng)態(tài),進(jìn)而對(duì)該地區(qū)土壤中喹諾酮類抗生素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)人類健康的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。 方法 (1)2012年11月在山東某蔬菜種植區(qū)選擇100個(gè)大棚,棚內(nèi)按S型布點(diǎn)法采集土樣,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過高效液相-質(zhì)譜聯(lián)用的方法檢測(cè)目標(biāo)抗生素諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星的濃度。 (2)采集該地區(qū)主要土壤類型褐土和潮土土樣,事先檢測(cè)均無目標(biāo)抗生素殘留。人為向土樣中添加濃度為1000ug/kg的諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星抗生素混合標(biāo)液1ml,恒溫暗室培養(yǎng),按規(guī)定時(shí)間間隔檢測(cè)三種目標(biāo)抗生素濃度,進(jìn)行分析比較。選擇潮土土樣高溫滅菌,向土樣中添加相同濃度抗生素混合標(biāo)液,與上述未滅菌組潮土土樣對(duì)比,分析微生物降解作用。 (3)在掌握三種目標(biāo)抗生素降解動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上,預(yù)測(cè)不同季節(jié)土壤中抗生素殘留濃度,評(píng)估其土壤生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。利用多種蔬菜中抗生素富集系數(shù)及土壤中抗生素預(yù)測(cè)濃度來推測(cè)蔬菜中抗生素殘留濃度,通過計(jì)算其日人均攝入量來評(píng)估其健康風(fēng)險(xiǎn)。 結(jié)果 (1)典型集約化蔬菜區(qū)土壤中諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星的檢出率分別為100%、100%和85%,濃度范圍分別為0.39～288.33μg/kg、2.39～651.57μg/kg和ND-166.96μg/kg。 (2)所有土樣中添加相同濃度1000μg/kg的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,達(dá)到吸附平衡時(shí),褐土中諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星濃度均值分別為：218.23μg/kg、223.06μg/kg和235.80μg/kg,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)三種抗生素濃度分別降解為80.52μg/kg、63.64μg/kg和104.00μg/kg。潮土中諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星三種抗生素初始濃度分別為：273.43μg/kg、210.62μg/kg和224.37μg/kg,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)三種抗生素濃度分別為：107.22μg/kg、68.26μg/kg和86.22μg/kg。微生物作用實(shí)驗(yàn)組,三種抗生素在滅菌組初始濃度分別為278.55μg/kg、221.82μg/kg和228.30μg/kg,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),濃度降為165.27μg/kg、130.51μg/kg和142.20μg/kg。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得降解動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算,采樣3個(gè)月后土壤中諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星濃度降解率分別為48.60%、54.51%、42.14%,預(yù)測(cè)三種抗生素最大值分別降為148.20μg/kg、296.40μg/kg和96.60μg/kg。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示6個(gè)月后土壤中諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星的降解率分別為62.22%、70.93%和54.32%,此時(shí)三種抗生素最大值相應(yīng)的預(yù)測(cè)值分別為：108.93μ/kg、189.41μg/kg和76.27μg/kg,預(yù)測(cè)各類蔬菜每日攝入量最大值范圍為0.07-0.38μg/kg體重／天。 結(jié)論 (1)本文所調(diào)查集約化蔬菜種植區(qū)土壤中環(huán)丙沙星高于諾氟沙星和恩諾沙星,具有較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。在空間分布上,該地區(qū)諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星在土壤中濃度分布呈現(xiàn)一定的區(qū)域聚集性,研究區(qū)域東北部地區(qū)濃度較高。 (2)褐土中諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星的半衰期分別為95.26天、77.14天和146.61天,潮土中三種抗生素半衰期分別為83.20天、81.34天和92.38天。同一土壤中三種喹諾酮類抗生素降解存在差異,當(dāng)土壤類型不同時(shí),同種抗生素降解過程也會(huì)不同。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),微生物在諾氟沙星、環(huán)丙沙星和恩諾沙星三種抗生素降解過程中的貢獻(xiàn)率分別為33.11%、39.10%和38.75%。 (3)采樣6個(gè)月后諾氟沙星和環(huán)丙沙星對(duì)土壤生態(tài)仍存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)評(píng)估蔬菜從土壤中攝取的喹諾酮類抗生素對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)較低。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R124

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本文編號(hào)：1248625