（环境科学专业论文）安徽部分饮用水源及污水中9种抗生素的污染分布特征.pdf

a b s t r a c t a s i m p l ea n de m c i e n tr e s i d u ea n a l y t i c a lm e t h o dw a se s t a b l i s h e df o rt h ea 1 1 a l y s i so f s d z ，s m 2 ，s m z ，s cp s d m ，t c ，d o c ，o t ca n dc t ci nw a t e rs a m p l e si nm i ss t u d y ，t h e a c c u r a c ya n dp r e c i s i o no ft h em e m o dw a si n v e s t i g a t e d t h ei n v e s t i g a t i o n so f5s a sa n d4 t c sr e s i d u e si ns o u r c eo fd r i n k i n gw a t e rw e r ec a r r i e do u tf o rp a r t so fa n h u ia r e a t h e d i s t r i b u t i o n sa n ds e a s o n a lc h a n g ec h a r a c t e r i s t i c so f9a n t i b i o t i c si nt h em a i np r o t e c t e da r e a f o rw a t e rs u p p l yi nac i t yw e r es t u d i e d ，a n dt h eo c c u r r e n c ea n df l a t eo f9a n t i b i o t i c sw e r e p r e l i m i n a m ys t u d i e dd u r i n gt h em u n i c i p a ls e w a g et r e a t m e n tp l a n t si nac i t y t h em a i n r e s u l t sw e r es u m m 撕z e da sf o l l o w i n g ： 1 w a t e rs 锄p l e sw e r ea c i d i f i e da n de x t r a c t e dt h r o u g hah y d r o p h 订e l i p o p h i l e b a l a n c e ( h l b ) c a r t r i d g e ，q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sw a sc a r r i e do u to nt h eu l t r ap r e s s u r el i q u i d c h r o m a t o g r a p h yc o u p l e dw i t ht a i l d e mm a s ss p e c t r o m e t 拶( u p l c m s m s ) t h el i m i t so f q u a n t i f i c a t i o nw e r e1 0 5 3 n lf o r9a n t i b i o t i c si nw a t e rs 锄p l e s t h ea v e r a g er e c o v e r i e s o f9a n t i b i o t i c sf 而mw a t e rm a t r i c e sa tt h r e es p i k e dl e v e r so f2 0 n g l ，2 0 0 n la n d 10 0 0 n lw e r ea b o v e7 8 ，w i t hr e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n sb e l o w10 18 a 1 1t h er e s u l t s m e e tt h er e q u i r e m e n t so fa n a l y s i sa n ds u c c e s s f h l l yu s e di nt h ed e t e m i n a t i o no fa n t i b i o t i c d m g si nw a t e rs a m p l e s 2 t h ep o l l u t i o ns u l v e yo f9a n t i b i o t i c si nd r i n k i n gw a t e rf o rp a r t so fa n h u ia r e a ： s m z ，s m 2 ，s d m ，d o c ，t c ，o t ca n dc t ch a v eb e e nd e t e c t e di nt h et a pw a t e r ，a t c o n c e n t r a t i o n sr a n g e df 硒m1 71n lt o21 9 2 n l ，s m za n dd o cw e r em em o s t 仔e q u e n t l yd e t e c t e da n t i b i o t i c s ，w h i c hh a v e b e e nd e t e c t e di n5 9 1 a n d6 3 6 r e s p e c t i v e l y o fw a t e rs a m p l e s ；s d z ，s m z ，s m 2 ，s d m ，d o c ，t c ，o t ca n dc t ch a v e b e e nd e t e c t e di n t h eg r o u n dw a t e ra tc o n c e n t r a t i o n sr a n g e df r o m1 5 3 n lt o2 0 5 6 n l ，s m za n ds m 2 w e r et h em o s t 仔e q u e n t l yd e t e c t e da n t i b i o t i c s ，w h i c hh a v eb e e nd e t e c t e di n6 4 3 a n d 4 2 9 r e s p e c t i v e l yo fw a t e rs a m p l e s ；s d z ，s m z ，s m 2 ，s d m ，d o c ，t c ，o t ca n dc t c h a v eb e e nd e t e c t e di nt h es u r f a c ew a t e ra tc o n c e n t r a t i o n sr a n g e d 仔o m1 5 4 n lt o 7 8 7 4 n l ，s m za n dd o c w e r et h em o s t 舶q u e n t l yd e t e c t e da n t i b i o t i c s ，w h i c hh a v eb e e n d e t e c t e di n8 1 2 5 a n d4 3 8 r e s p e c t i v e l yo f w a t e rs 锄p l e s 3 t h ed i s t m u t i o n so f9a n t i b i o t i c sa n ds e a s o n a lc h a n g ec h a r a c t 耐s t i c si nt h em a i n p r o t e c t e da r e af o rw a t e rs u p p l yi nt h ec i t y ：s m z 、s m 2 、s d m 、d o c 、t c 、0 t ca n dc t c h a v eb e e nd e t e c t e di nf o u rs e a s o n s ，a tc o n c e n t r a t i o n sr a n g e df r o m2 4 3 n lt o4 9 4 3 n l ； s m z 、s m 2 、t c 、o t ca i l dc t cw e r et h em o s t 仔e q u e n t l yd e t e c t e da n t i b i o t i c s ，t h e t o t a l c o n c e n t r a t i o n so fa u t u m nw e r eh l g h e rt h a nt h eo t h e rs e a s o n s 4 t h eo c c u r r e n c ea n df a t eo ft h es e i e c t e da n t i b i o t i c sw e r ep r e l i m i n 撕1 ys t u d i e d d u r i n gt h em u n i c i p a ls e w a g et r e a t m e n tp l a n t si nt h ec i t y t h ec o n c e n t r a t i o n si nt h er a wa n d t r e a t e ds e w a g ea r e7 3 7 n l 2 4 8 9 9 n la n d3 4 5 1 n l 1 6 6 2 9 n l s d z 、s m z 、s m 2 、 s c p 、d o c 、t c 、o t ca n dc t ch a v eb e e nd e t e c t e di nt h er a ws e w a g e ，w i t hc o n c e n t r a t i o n s r a n g i n gf 沁m2 1 3 n lt o2 0 5 7 6 n l s d z 、s m z 、s m 2 、d o c 、0 t ca n dc t ch a v e b e e n d e t e c t e di nt h et r e a t e ds e w a g e ，w i t hc o n c e n t r a t i o n sr a n g e d 矗o m2 6 6 n lt o1 3 5 1 2 n g l k e yw o r d s ：s u l 伽1 0 m i d ed r u g s ，t e t r a c y c l i n ed r u g s ，d e t e c t i o n ，d r i r 心n gw a t e r ，s 刚a g e t r e a t i i l e n tp 1 a n t s 术语及略语英文全称 s p e s p m e l p m e l l e s f e g c t l c u v e l i s a u p l c m s m r m h l b l o d l o q s d z s m 2 s m z s c p s d m s a s d o c t c o t c c t c t c s n d 术语与缩略语表 s o l i dp h a s ee x t r a c t l o n s o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n “q u i dp h a s em i c r 0 一e x t r a c t i o n l i q u i d - l i q u i de x t r a c t i o n s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n g a sc h m m a t o g r a p h y t h i nl a y e rc h r o m a t o 伊a p h y u l t r av i 0 1 e t e n z y m el i n k e di m m u n e s o r b e n ta s s a y u l t r ap e r f o n n a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t m m e t r y m u l t i p l er e a c t i o nm o n i t o r i n g h y d r o p h i l e l i p o p h 订eb a l a n c e l i m i to fd e t e c t i o n l i m i to fq u a i l t m c a t i o n s u l f a d i a z i n e s u l f i 锄e t h a z i n e s u l f 锄e t h o x a z o l e s u l f a c h o r o p 巾d a z i n e s u i f i a d i m e t h o x i n e s u l 胁o m i d ed m g s d o x y c y c l i n e t e t r a c y c l i n e 0 x y t e t r a c y c l i n e c h l o r t e r a c y c l i n e t e t r a c y c l i n ed 1 1 l g s n o td e t e c t e d i v 中文全称 固相萃取 固相微萃取 液相微萃取 液液萃取 超临界流体萃取 气相色谱 薄层色谱 紫外光 酶联免疫吸附测定 超高效液相色谱 质谱 多反应监测 亲水亲油平衡 检测限 定量5 诞 磺胺嘧啶 磺胺二甲基嘧啶 磺胺甲嗯唑 磺胺氯哒嗪 磺胺间二甲氧嘧啶 磺胺类药物 强力霉素 四环素 土霉素 金霉素 四环素类药物 未检出 1 文献综述 1 1 抗生素简介 抗牛素是人类与动物疾病防治中广泛使用的一类药物，丰要用于治疗各种细菌、 致病微牛物等引起的感染性疾病【l 】。自从上个世纪发现并使用抗生素，在过去的六十 多年里，人类发现的抗牛素的种类已经达到数千种。由于抗牛素具有杀灭微牛物，抑 制微生物的牛长或繁殖，预防和治疗细菌引起的疾病等功效，现在被广泛应用于人类 及动物的传染病预防和控制2 。】。根据抗牛素化学结构和作用机理的不同可以划分为 不同的类别。目前临床上常用的抗牛素丰要有：b 一内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、 氯霉素大环内酯类、磺胺类和喹诺酮类等【4 5 】。 1 2 抗生素的使用现状 己发现的绝大多数抗生素都有较强的毒性不能用于临床医学，适合作为医疗 药品的抗生素还不到百种，这部分抗生素丰要分为人医用抗牛素和兽医用抗生素 两大类，应用到人类疾病预防和治疗、牲畜的疾病治疗、饲料添加剂、牲畜牛长促进 剂等方面【6 7 】。 1 2 1 人用抗生素 抗牛素类药物是最丰要的抗感染药物，是医疗用药中最重要的处方药物，有不可 替代的抗菌抑菌作用。抗生素在我国的生产使用量巨大，有数据显示我国药物处方中 7 0 都是抗牛素类药物，而在西方国家这一比例仪为3 0 ，充分说明了抗生素在我国 的滥用情况严重【8 j 。医疗机构任意开抗牛素，患者超范围、超剂量使用抗牛素，已是 一个不争的事实；日常生活中老百姓也会把抗牛素作为常用药储备在家中：药店里出 售的抗牛素无需医牛处方便能买到；抗牛素在人类的牛活中不可缺少。国家虽然也出 台过一些禁止滥用抗牛素的相关政策，但近几年，滥用现象不仅没有得到有效制止， 反而越来越严重。 1 2 2 兽用抗生素 除了应用于人类临床医学，抗牛素还被广泛应用于畜牧业和兽医【9 1 。全世界每年 用于动物疾病预防和治疗的抗牛素超过万吨【1 0 】。除了作为兽药使用，抗生素还能够提 高饲料的转化率、促进动物牛长。因此，为j ，获得巨大的商业利益，人们把抗牛素作 为药物性饲料添加剂使用，使得抗牛素在畜牧业的实际使用量远远超过了实际需要 量。此外，在兽医及畜牧业中抗牛素的使用很难做到精确定量，对使用抗牛素的动物 的排泄物等也少有处理，因此抗牛素的滥用及污染问题在畜牧业更为严重1 1 】。 1 2 3 农用抗生素 随着人们对抗牛素作用机理研究的逐渐深入，农业牛产中也开始使用抗牛素。例 如从放线菌菌株中提取的抗牛素2 5 0 7 在温室条件下对黄瓜疫病的预防和治疗效果分 别高达l o o 和9 1 1 【1 2 】。从链霉素中分离得到的抗牛素能杀死盆栽和田间试验中的田 旋花、苦荬等杂草，对狗尾巴草种子的萌芽也有较强的抑制作用1 3 】。农民在广东东莞 等地普遍使用阿维菌素防治蔬菜重要害虫小菜蛾，阿维菌素在云南省也被大量用于防 治蔬菜、烟草、花卉的美洲斑潜蝇虫害 1 4 。研究表明某些医用抗牛素对一些植物的牛 长发育有调控作用可作为新型植物牛长调节剂使用【l5 1 。 1 3 水环境中抗生素的来源和归趋 1 3 1 水环境中抗生素的来源 抗牛素进入水环境的污染途径丰要是医疗废水的排放，城巾污水处理厂的污水排 放，养殖废水的排放，抗生素牛产废水的排放以及施用人畜粪肥【l6 l 。图1 1 为水环境 中抗牛素的污染源及污染途径。 1 3 1 1 医用抗生素 水环境中的医用抗牛素的丰要来源有经由病人粪便和尿液排出体外的抗生素母 体及其代谢物、医院和家庭丢弃的过期抗牛素、废弃药瓶和医疗器械上残留的抗生素 【1 7 】。这些抗牛素进入医院和城市污水管道后，一部分直接向下渗入地下水，剩下的大 部分则随着市政污水管网进入污水处理厂【1 8 】。但由于目前的污水处理工艺无法完全有 效地去除抗牛素污染1 9 ，所以抗牛素最终会随着污水处理厂的出水释放到水环境中。 1 3 1 2 兽用抗生素 兽用抗牛素丰要用于畜禽和水产养殖中感染性疾病的预防和治疗。水环境中的兽 用抗牛素丰要来源有：( 1 ) 畜禽养殖中抗牛素作为饲料添加剂拌入畜禽饲料中，无法 被动物吸收转化的抗牛素随着动物粪、尿等排泄物进入卜壤后渗透到地下水形成污染 的抗牛素；( 2 ) 水产养殖中养殖广为防治鱼类疾病大面积施撒到养殖水体中的抗牛素； ( 3 ) 畜禽养殖场畜禽粪便被用作有机肥施撒到农田中，粪便中的抗牛素经雨水淋洗 冲刷进入河流湖泊等水环境中俐。 1 3 1 3 抗生素生产工业废水 存抗牛素类药物的牛产过程中会产牛大量废水，这些废水中含有多种难降解的有 毒物质和浓度较高的抗生素，此外抗生素牛产过程中废水的排放不连续、有毒物质的 浓度波动大，因此抗牛素生产工业废水的排放也是水环境中抗生素污染的重要来源 2 l 一2 4 】 叵固匝固 上上上 人体畜牧业 水产养殖业 上上 粪便l 1，上、r l 污水处理厂 固体垃圾填埋场 。 i 1r l 南? 口i- i l i ，氐抄医1 7 水体 土壤l 水生微生物 j r网 水生生物 i _ 一 _ l 图1 1 抗生素进入水环境的途径 f i g 1 1m e t h o d so fa n t i b i o t i c s 印p r o a c hi n t ow a t e re n v i r o n m e n t 1 3 2 抗生素在水环境中的迁移转化 抗生素通过多种途径进入水环境后，一般会发生吸附、降解等理化反应，这些反 应直接影响抗生素对水环境的毒性大小。 1 3 2 1 吸附 抗牛素在水体中迁移和转化的一个重要过程就是吸附。国外研究在欧美国家的河 流底泥中发现多种抗生素残留，抗牛素有较强的吸附性导致其在底泥中的浓度比水体 中高得多2 5 2 6 1 。底泥的理化性质、环境的p h 及环境中的有机质等因素影响其对抗生 素的吸附能力。抗牛素的化学结构和自身理化性质也影响其吸附能力。抗生素的吸 附强度依次为：四环素类 大环内酯类 喹诺酮类 磺胺类 氨基糖苷类 青霉素类例。 一般吸附能力强的抗牛素在环境中比较稳定、容易蓄积，可长期存在于环境中。 1 3 2 2 降解 抗牛素在水环境中可发牛光解、水解和牛物降解等反应，这些反应通常能有效降 低抗牛素在环境中的残留量。 水环境中抗生素发牛降解的最重要途径就是水解。b 内酰胺类、大环内酯类和 磺胺类抗牛素均可发生不同程度的水解。阿莫西林在黑暗、室温、p h 为7 的条件下 的水解半衰期为1 8 d 【2 9 。地表水中的头孢菌素在黑暗的环境条件下的半衰期为 2 7 、1 8 7 d 3 0 1 。在碱性条件下，青霉素类药物的内酰胺环首先被破坏，分解为青霉酸， 青霉酸在h g ( i i ) 、z n ( i i ) 等离子催化作用下可进一步分解为青霉醛和青霉胺3 1 1 。 水体中受到光照的抗牛素还会发生光降解反应【3 2 】。光化学降解过程可分为直接光 解和间接光解。喹诺酮类和四环素类抗牛素对光降解作用较为敏感，这两类抗生素在 自然水环境中的浓度呈现明显的地区和季节相关性 3 3 】。 生物降解是利用环境中存在的微生物来去除抗牛素污梨3 4 。水温、有机和无机营 养物、供氧状况、牛物量、悬浮沉积物以及受转化有机物的浓度等都是能够影响环境 中抗生素发牛生物降解的因素。目前牛物降解只能发生在试验条件下降解部分少数抗 牛素3 5 1 。 1 4 水环境中抗生素的污染现状 1 4 1 地表水 抗生素首先进入的水环境介质就是地下水，文献报道中指出国内外都曾多次检测 出地表水中的抗牛素残留。在罗马尼亚的肠断河中检测到了包括抗癫痫药、止痛剂、 抗菌剂和细胞生长抑制剂等1 5 种化合物，检出浓度范围在3 0 n g l 1 0 0p l 3 6 。叶 计朋等检测了珠江三角州重要水体中的抗牛素污染，珠江广州河段( 枯季) 和深圳河中 抗牛素的含量明显高于欧美国家，深圳湾中抗生素药物的污染在1 0 n l 1 0 0 n l 水 平，维多利亚港水体中检出较低含量的喹诺酮和大环内酯类抗生素 37 1 。在珠江广州河 段的水体中检测到磺胺甲嗯唑、氧氟沙星、诺氟沙星及环丙沙星【38 1 。表明地表水中抗 生素的污染不容忽视。 1 4 2 市政污水 城市污水处珲厂排放的含有抗生素的污水是环境中抗生素污染的重要来源。徐维 海等在4 家污水处理厂中检出氧氟沙星、诺氟沙星、红霉素( 脱水) 、罗红霉素和磺胺 甲嗯唑5 种抗牛素，在部分污水处理厂中检出大环内酯类和氯霉素类抗牛素，药物的 4 检出率和含量水平均高于欧美国家39 1 。在北京的6 个丰要污水处理厂的所有样品中均 检测到磺胺甲基异嗯唑、磺胺吡啶、磺胺甲基嘧啶，检出浓度水平最高的是磺胺甲基 异嗯唑【4 0 1 。进入城市污水处理厂的污水有含有较高浓度的抗牛素，这部分抗牛素残留 如果不能有效去除，最终将会随着污水处理厂的出水排放到城市地表水环境中造成污 染。 1 4 3 饮用水 应该引起重视的是不仪在地表水中，在饮用水中也检测到了抗生素。氯贝酸等在 柏林地区的饮用水中检出最高含量高达2 7 0 n l 4 1 1 。苯扎贝特、卡巴咪嗪、双氯芬和 布洛芬等药物在意大利、美国、英国和加拿大等国家的饮用水中也有检出【4 2 1 。 1 4 4 地下水 进入土壤环境中的抗牛素可通过渗滤、淋溶等途径进入地下水。m 等在韩国的 地下水中多次检出布洛芬、卡巴咪嗪和咖啡因等药物删。在德国1 0 8 个地下水样品中 检测出6 0 种药物，其中红霉素和磺胺甲嗯唑等8 种药物在至少3 个样品中同时检测 到【删。 1 5 抗生素残留对水环境的影响 1 5 1 对水生生物的影响 具有活性的抗生素类药物进入水环境中可影响水牛生物的牛存及生态分布，根据 生物的种类、抗牛素药物的类型和药物浓度等因素所产生的影响不同。抗牛素对水体 中微牛物的首要影响是耐药性细菌的出现【4 5 4 6 1 。在污水处理厂的污水和废水中己检测 到耐药性细菌的存在3 5 1 。在被污水严重污染的伊利诺伊河水和底泥中发现了具有耐药 性的大肠菌群【4 7 1 。藻类对喹诺酮类和磺胺类抗牛素等抗微生物药物都有很强的敏感性 4 8 1 。鱼类和软体类动物对阿维菌素毒性敏感。 1 5 2 对人体健康的影响 由于目前的水处理技术并未涉及到抗牛素的去除，因此饮用水中即便只含有痕量 的抗牛素，人类长期大量饮用受到污染的饮用水也会最终影响人体免疫系统，降低机 体免疫力【4 9 1 。 含有抗牛素的污水用来灌溉农田会造成土壤中抗牛素的污染，影响土壤中的微生 物的活性，同时还会影响上壤微生物群落的功能多样性，也会影响土壤中种植的作物 的牛长发育。受污染的作物随着食物链的传递进入人体会对人体健康造成危害。抗牛 素在畜禽和水产养殖中的过量使用会直接导致肉、蛋、奶和水产品等食品中残留着不 同浓度的抗牛素5 0 1 。这些抗牛素通过食物链向高营养级传递，人类长期食用受抗生素 污染的动物性食品后会在体内蓄积抗牛素，对牙齿、骨骼等引发损伤，产牛过敏反应 5 1 1 。人体长期低浓度摄入抗牛素类药物会引发机体产牛抗药性，引发耐药菌的出现， 降低临床药效，对感染性疾病的治疗带来闲难。 1 6 水环境中抗生素的残留检测方法研究进展 水环境中抗牛素的含量通常相对较低，将抗牛素从环境介质中有效地分离富集进 而进行定性定量分析是水环境中抗牛素分析检测的关键。 1 6 1 样品前处理技术 样品前处理的目的是将待测组份从环境介质中分离出来进行测定。分析检测中常 用的前处理多达几十种，包括固相萃取( s p e ) 、固相微萃取( s p m e ) 、液相微萃取 ( l p m e ) 、液液萃取( l l e ) 、液膜萃取( l m e ) 和超临界流体萃取法( s f e ) 等。 目前在使用最多的前处理技术是固相萃取( s p e ) 和固相微萃取( s p m e ) 。 1 6 固相萃取( s p e ) 固相萃取( s p e ) 多采用高效、高选择性的固定相萃取柱，如c 1 8 、c 8 、o a s i sh l b 、 e n v i 1 8 、c b x 、o a s i sm a x 等。陆克祥等建立了水中痕量四环素类、磺胺类、大环 内酯类、喹诺酮类和b 一内酰胺类5 类共1 9 种抗牛素s p e h p l c m s m s 的定量检测 方法，目标抗牛素回收率均高于7 5 ，相对标准偏差低于6 9 【5 2 1 。固相萃取技术在 环境中抗牛素的分析检测中应用。泛。 1 6 1 2 固相微萃取( s p m e ) 固相微萃取法( s p m e ) 是在s p e 的基础上发展起来的，样品前处理过程中无需 使用有机溶剂，有效的减少了有毒有害试剂的使用，环保的同时降低了成本 5 3 1 。 1 6 1 3 液相微萃取( l p m e ) 与传统技术相比液相微萃取( l p m e ) 操作更为简单、快捷；萃取过程中消耗的 有机溶剂量少，萃取所需的样品溶液量较少，丰要用于环境样品和牛物体液中低浓度、 痕量、超痕量污染物的分离分析，且便于实现和h p l c 、g c 、h p l c m s 等的在线联 用技术 5 4 1 。 1 6 1 4 超临界流体萃取法( s f e ) 超临界流体萃取法( s f e ) 以超临界状态下的流体为萃取溶剂，利用该状态下的 流体所具有的高渗透能力分离目标混合物。与其他处理技术相比，超临界流体萃取效 6 率更高、分离速度更快、几乎不消耗溶剂5 5 1 。 1 6 2 检测技术 牛物学方法是早期用来进行抗牛素定量分析的检测技术，该类方法耗时长、灵敏 度低，后来逐渐被其他检测技术所替代。近年来，随着检测仪器的更新换代，色谱一 质谱联用技术在抗牛素的检测中应用越来越广泛，成为水环境中痕量抗生素定性定量 分析的主要检测手段。 1 6 2 1 气相色谱法( g c ) 气相色谱法( g c ) 检测原理是利用样品在气相中传递速度快，样品组分在气体 流动相和固定相之间可以瞬间达到平衡。高进采用毛细管气相色谱法测定了蜂蜜中磺 胺噻唑的残留量5 6 1 。 1 6 2 2 气质联用法( g c m s ) 气质联用法( g c m s ) 是利用气相色谱把多组份化合物分离成单组份之后进入 质谱进行成分检测。路平等采用负化学源方式检测了氯霉素的残留量5 7 1 。杨红采用 l c m s 测定了牛奶中氯霉素残留量【5 8 1 。白桦用l c m s 法分析了化妆品中的氯霉素， 检出限达至u1 0ug ，i 【g 【5 9 1 。 1 6 2 3 薄层色谱法( t l c ) 薄层色谱法( t l c ) 是测定待测组分在薄层上形成的互相分离的斑点的位置及密 度可以完成对样品的定性、定量分析。采用薄层色谱法可以将7 种大环内酯类抗生素 完全分离从而进行检测【6 0 】。 1 6 2 4 酶联免疫吸附测定( e l i s a ) 酶联免疫吸附测定法( e l i s a ) 是在免疫酶技术的基础上发展起来的。用e l i s a 试剂盒对地表水、地下水中的四环素和泰乐菌素进行检测，检出限分别为o 0 5 u l 和o 1 0 ug l 【6 1 1 。 1 6 2 5 高效液相色谱法( h p l c ) 高效液相色谱法( h p l c ) 因分离待测组分高效快速且灵敏度高等特点是目前应 用最广泛的一种检测方法。胡冠九等利用h p l c 紫外检测器测定了环境水样中5 种四 环素类抗牛素6 2 1 。利用h p l c 紫外检测器可检测水、沉积物和土壤中的氯霉素、土 霉素、四环素和金霉素4 种抗生素的污染残留量【6 3 】。李彦文等利用h p l c 紫外检测 器测定了水和土壤中5 种磺胺类抗牛素，这5 种抗生素在水和土壤中的检出限分别为 o 9 4 n g l 1 3 2 n l 和0 2 4 n l 3 3 n g l 6 4 1 。周明莹等采用h p l c 检测了海水中5 中磺 胺类药物的残副6 5 1 。 1 6 2 6 液质联用法( l c m s ) 液相色谱一质谱联用技术( l c m s ) 同时兼具液相色谱对复杂组份的高分离能力 和质谱独特的选择性、灵敏度的特点，可准确定性定量测定复杂混合物的组分。刘玉 春等应用s p e l c m s m s 技术分析测定了水中痕量红霉素、脱水红霉素、罗红霉素 的残留 6 6 】。采用s p e l c m s m s 多反应监测( m r m ) 离子模式可完成对海水中9 种磺 胺类抗牛素的定性定量分析 6 7 1 。孙广大等应用s p e u p l c m s m s 技术，建立了环境 水样中4 种四环素类和6 种喹诺酮类抗牛素的同时检测分析方法，检出限分别为 2 0 n l 和o 4 n l 6 8 】。唐才明等用固相萃取及液相色谱电喷雾串联质谱技术分析测定 了水中微量磺胺类、大环内酯类、甲氧苄氨嘧啶与氯霉素的含量，同时分析测定了海 水和城市污水中的抗生素残留污染量【6 9 1 。采用s p e h p l c m s m s 技术可对水样中的 7 类3 0 种抗牛素药物( 包括1 种青霉素类、1 种林可胺类、3 种氯霉素类、3 种喹诺 酮类、4 种四环素类、5 种大环内酯类、1 3 种磺胺类) 富集后进行定性定量分析【7 川。 液相色谱质谱联用技术( l c m s ) 是目前水巾痕量抗牛素的分析检测中最常用的检 测方法。 2 引言 抗牛素在预防和治疗人类和动物的感染性疾病、促进畜牧业和水产养殖等方面发 挥无可替代的重要作用。作为医用抗牛素进入人类和动物体内的抗牛素大部分不能完 全被机体吸收，一方面会直接造成动物性产品中的药物残留【7 i 】；另一方面摄入体内的 大部分药物会通过粪尿等排泄途径进入水体，现有的污水处理技术不能完全有效地去 除污水中残留的抗牛素。长期的、持续性地排放含有抗生素的污水会造成水环境的污 染7 2 1 。 四环素类抗生素( t e t r a c y c l i n e ，t c s ) 曾广泛用于临床医学，但由于该类抗牛 素容易沉积在骨骼和牙齿中，使牙齿持久染色；对肝组织功能有损伤；毒副作用比较 多，细菌耐药现象比较严重，因此现在丰要用作为兽药和饲料添加剂使用，用于治疗 畜禽呼吸系统疾病和家畜细菌性腹泻非常有效【7 3 7 4 】。 表2 1四环素类抗生素结构 t a b 2 - lc h e m i c a ls t m c t u r eo f t e 仃a c y c l i n ea n t i b i o t i c s 名称分子式分了缔构分子量电离平衡常数 心环素 t c t r a c y c l i n e c 2 2 邺8 n ： l ：霉素 o x 灿a c 灿e c 2 2 h 2 4 0 9 n 2 金辚素 c h i 。n e r a c y c l i n e c 1 2 h 2 3 0 8 m 强力霉素 r 、 ， c ! ：h ：4 n 二o s u o x y c y c l l n e o h o0 h o0 3 3 0 7 6 8 9 3 0 3 2 7 7 3 2 9 1 l 3 3 0 7 4 4 9 2 7 3 5 0 7 7 0 9 5 0 9 磺胺类抗牛素( s u l f o n a m i d e s ，s a s ) 一般为白色或微黄色结晶性粉末，长期暴露 于目光下颜色会逐渐变深，易变质，微溶于水，易溶于乙醇、丙酮和稀碱，几乎不溶 于氯仿和乙醚，形成的钠盐易溶于水。能预防和治疗全身性细菌感染。 表2 2 磺胺类抗生紊结构 t 曲2 2c h e m i c a ls t r u c t u r eo fs u l f o n a m i d e sa n t i b i o t i c s 名称分了式 分了结构分了量电离平衡常数 磺胺哺啶 s u l f a d i a z i n e h i h - n 0 0 h 芦= 州弋j s u 淼兰l e c 洲州籼s h - h 创删喁 s u e c h 。糯。l 。 c 1 0 h l in 1 q s 一 o t c ( 7 4 9 n l ) c t c ( 7 3 4 n l ) d o c ( 6 8 0 n l ) s m 2 ( 4 2 7 n l ) s m z ( 3 8 6 n l ) ，s d z 、s c p 、 s d m 在未检出。地下水中9 种抗牛素含量高低顺序( 平均值) 为s d z ( 1 6 7 8 n l ) c t c ( 1 0 0 4 n l ) o t c ( 8 8 1 n l ) t c ( 8 5 4 n l ) s m z ( 6 1 9 n l ) d o c ( 5 8 0 n l ) s m 2 ( 4 4 3 n l ) s d m ( 2 5 8 n l ) ，s c p 未检出。地表水中9 种抗生素含量高低顺序 ( 平均值) 为s d z ( 4 0 4 3 n l ) s m 2 ( 3 8 8 1 n l ) s d m ( 2 8 3 4 n l ) 0 t c ( 2 1 3 2 n l ) s m z ( 16 3 6 n l ) t c ( 1 1 4 0 n l ) c t c ( 7 3 6 n l ) d o c ( 6 2 7 n l ) ，s c p 未检出。 自来水中9 中抗牛素检出率高低顺序为d o c ( 6 3 6 ) s m z ( 5 9 1 ) o t c ( 4 0 1 0 ) s m 2 ( 1 4 0 0 ) c t c ( 5 5 ) t c ( 4 5 ) ，s d z 、s c p 、s d m 在自来水 中未检出。地下水中9 种抗牛素检出率高低顺序为s m z ( 6 4 3 ) d o c ( 5 0 ) s m 2 ( 4 2 9 0 ) o t c ( 3 5 7 0 ) c t c ( 2 8 6 0 ) t c ( 1 4 0 0 0 ) s d m ( 7 2 0 ) s d z ( 7 1 ) ，s c p 未检出。地表水中9 种抗牛素检出率高低顺序为s m z ( 8 1 2 5 ) d o c ( 4 3 8 0 ) s m 2 ( 3 7 5 0 ) 、c t c ( 3 7 5 0 ) s d z ( 2 5 0 0 ) 、s d m ( 2 5 0 0 ) 、 t c ( 2 5 o o ) 、o t c ( 2 5 o o ) ，s c p 未检出。 3 5 3 0 2 5 32 0 s1 5 1 0 ) 0 艺 斛 习 轻 自来7 k蛐下水 地轰水 图4 6 两类抗生素在不同水源中平均含量的比较 f i g 4 6a v e r a g ec o n t e n to ft w ot y p e so fa n t i b i o t j c si nd i 日e r e n tw a t e r 自来水地下水 地表水 图4 7 两类抗生素在不同水源中检出率的比较 f i g 4 7d e t e c t e dr a t i oo ft w ot y p e so fa n t i b i o t i c si nd i f 彳b r e n tw a t e r 2 2 s a s 在不同类别饮用水源中的平均含量依次为地表水( 3 0 9 8 n l ) 地下水 ( 7 4 9 n l ) 自来水( 4 0 7 n l ) ，t c s 在不同类别饮用水源中的平均含量依次为地 表水( 1 1 5 9 n l ) 地下水( 8 2 9 n l ) 自来水( 8 1 1 n l ) ，t c s 在地下水和自来水 中检查量差别不大。 自来水中抗牛素检出率的高低为s a s ( 3 6 4 0 ) t c s ( 2 8 4 0 ) ，地下水中抗生素检 出率的高低为t c s ( 3 2 o o ) s a s ( 2 4 3 0 ) ，地表水中抗牛素检出率的高低为 s a s ( 3 3 7 5 ) t c s ( 3 2 8 0 ) 。 s