（环境工程专业论文）土壤中三种磺胺类抗生素hplc检测方法及污染分布研究.pdf

摘要 由于畜禽养殖过程中大量使用的磺胺类抗生素随着粪肥的施用和养殖废水的排 放等途径进入土壤，造成了土壤环境污染，进而危及农产品的质量安全。磺胺类抗牛 素对于土壤环境造成的污染生态效应己不容忽视。本文以磺胺嘧啶( s d z ) 、磺胺二甲 嘧啶( s m 2 ) 、磺胺甲恶唑( s m z ) 为研究对象，建立了土壤中3 种磺胺类抗生素( s a s ) 的 残留分析方法，并调查了合肥地区不同类型菜地土壤、安徽省不同地区菜地土壤中抗 生素的污染现状和特征。研究结果对于了解安徽省菜地土壤中抗生素的污染现状和保 障蔬菜质量安全具有重要的科学意义。主要研究结果如下： ( 1 ) 建立了土壤中3 种磺胺类抗生素的高效液相色谱一荧光检测分析方法。土壤样品 用0 1 m o l l 氢氧化钠：甲醇( 5 ：5 ) 混合溶液提取3 次，用二氯甲烷萃取3 次，有 机相浓缩至干，用0 1 m o l lh c l 溶解残渣，经荧光胺衍生化后，用o d s 柱分离，以 乙腈和o 5 醋酸为流动相进行梯度洗脱，用荧光检测器检测，e x = 4 0 5 n m ，e m = 4 9 5 n m 。添加回收结果表明：添加浓度在2 5 5 0 0ug k g 范围内，s d z 的平均回收 率为7 4 1 7 - - - 9 5 4 7 ，r s d 为3 2 5 - - - 9 7 1 ；s m 2 的平均回收率为7 5 0 0 ，- - - 7 9 2 9 ，r s d 为4 3 6 9 5 6 ；s m z 的平均回收率为7 7 7 8 1 0 4 3 5 ，r s d 为3 9 8 ，- - 8 0 1 。以3 倍信噪比求得3 种磺胺类抗生素的仪器检出限为1 3 2 ， - 2 0 5 n g ，根据添加回收实验 的最小添加水平， 3 种磺胺类抗生素在土壤中的检出限为2 5 “g k g 。 ( 2 ) 合肥市不同类型菜地土壤中3 种s a s 的污染调查结果表明：3 种s a s 在4 类菜地土壤 中的总含量顺序为：养鸡场附近菜地 普通农家菜地 市郊某蔬菜基地 绿色蔬菜 基地。3 种s a s 中，检出率最高的是磺胺二甲嘧啶，而磺胺嘧啶和磺胺甲噫唑仪在 养鸡场附近菜地的土壤样品中检出。绿色蔬菜基地土壤中无磺胺类抗生素的检出。 ( 3 ) 安徽省不同地区菜地土壤中3 种s a s 的污染调查结果表明：9 个地区菜地土壤中均 有一种以上s a s 检出，s m 2 年i s m z 的检出率分别为6 7 1 l 和5 1 3 2 ，而s d z 的检出率 最低，仅为6 5 8 。所有土样中s m 2 的总含量在3 种s a s 中最高，为4 1 1 3 5ug k g 。 从检出率和总含量等因素考虑，3 种s a s 中s m 2 在土壤中的污染最严重。 ( 4 ) 从养鸡场附近菜地采集o - 6 0 a m 深度土壤进行3 种s a s 的污染分布调查，结果表明： 0 一l o a m 土壤中三种s a s 的检出率均为1 0 0 ；1 0 - 2 0 c m 土壤中s d z 、s m 2 、s m z 的检出率 分别为7 5 、5 0 、1 0 0 ；2 0 - 3 0 c m 土壤中s d z 、s m 2 、s m z 的检出率分别为5 0 、2 5 、 0 ；3 0 4 0 c m 土壤中s d z 、s m 2 、s m z 的检出率分别为2 5 、2 5 、0 ；4 0 6 0 c m 土壤中3 种s a s 均未检出。3 种s a s 在0 2 0 c m 土壤中的含量占总含量的8 7 8 4 - 1 0 0 ，3 i 中s a s 主要分布在土壤表层( 0 - 2 0 c m ) 。 关键词：磺胺类抗生素，菜地土壤，高效液相色谱荧光检测，分析方法，污染分布 a b s t r a c t s a st r a n s p o r t e dt ot h es o i lw i t ht h ea p p l i c a t i o no fm a n u r ea n dd i s c h a r g eo fw a s t e w a t e rt h a ta r eu s e dm u c hi nt h ef e e d i n go ft h ea n i m a l ，w h i c hr e s u l ti n s o i lp o l l u t i o na n d i m p e r i lt h es a f ep r o d u c t i o no ff o o da g r i c u l t u r a lp r o d u c e m a n yd o m e s t i c a n df o r e i g n i n v e s t i g a t i o ns u g g e s t e dt h a t e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o no fs a sh a sb e c o m eac o m m o n o c c u r r e n c ei no u rs o c i e t y t h i sp a p e rr e s e a r c h e st h r e es a sa n da n a l y z e st h ec o n t e n to f s a si nt h es o i 】 1 ah i g h p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y - f l u o r e s c e n c ed e t e c t i o n ( h p l c - f l d ) m e t h o d f o rt h ed e t e r m i n a t i o no ft h r e es a si ns o i li sr e p o r t e d t h es o i ls a m p l e sw e r ee x t r a c t e d t h r i c eb yv ( 0 1 m o l ln a c l ) ：v ( m e t h a n 0 1 ) = 5 ：5 ，c o n c e n t r a t e dt oh a l fa n de x t r a c t e dt h r i c eb y m e t h y l e n ed i c h l o r i d e ，c o n c e n t r a t e dt od r y ，t h e nd i s s o l v e dt h ed r a f tb yo 1m o l l h c l d e r i v e db yf l u o r e s c a m i n e ，s e p a r a t i o nw a sp e r f o r m e do na no d sc o l u m nw i t ham o b i l e p h a s eo fm e t h y lc y a n i d ea n do 5 a c e t i ca c i da n dd e t e c t e db yf l u o r o m e t r y ，e x 2 4 0 5 n m ， e m - - 4 9 5 n m w i t h2 5 5 0 0 “g l 【go fs u l f o n a m i d e s ，t h ea v e r a g er e c o v e r i e sw a s7 4 1 7 9 5 4 7 a n dr s dw a s3 2 5 9 7 1 o fs d z ；t h ea v e r a g er e c o v e r i e sw a s7 5 0 0 7 9 2 9 a n dr s dw a s4 3 6 9 5 6 o f s m 2 ：t h ea v e r a g er e c o v e r i e sw a s7 7 7 8 1 0 4 3 5 a n dr s d w a s3 9 8 ，- - , 8 0 1 o f s m z 。t h em i n i m u md e t e e t i o nl i m i tw a s2 5 p g k g 2 r e s e a r c h i n gt h r e es a si nd i f f e r e n tt y p e so fv e g e t a b l ep l o ti nh e f e ia n d r e s u l t ss h o w e d t h a t ：t h et o t a lc o n t e n to r d e ro fs a si ns o i lw a sv e g e t a b l ef i e l dn e a rh e n n e r y c o m m o n p e a s a n tv e g e t a b l ef i e l d o r g a n i cv e g e t a b l e sb a s e g r e e nv e g e t a b l e sb a s e i nt h e t h r e es a s ， t h ed e t e c t a b l er a t e o fs u l f a d i m i d i n e ( s m 2 ) w a sl a r g e s t ，s u l f a d i a z i n e ( s d ) a n d s u l f a m e t h o x a z o l e ( s m z ) w e r eo n l yd e t e c t e di nt h es o i ls a m p l e sf r o mv e g e t a b l ef i e l dn e a r h e n n e r y 3s a sh a dn o td e t e c t e di ng r e e nv e g e t a b l eb a s e 3 t h ep o l l u t i o ns u r v e yr e s u l t so fs a st y p ei nd i f f e r e n ta r e a so fa n h u ip r o v i n c es h o w e d t h a t ：v e g e t a b l ef i e l di nn i n er e g i o n sw e r ed e t e c t e dm o r et h a no n e t y p eo fs a s ，d e t e c t a b l e r a t eo fs m 2a n ds m zw e r e6 7 11 a n d51 3 2 r e s p e c t i v e l y ，a n ds d z d e t e c t i o nr a t ew a s l o w e s t ，o n l y 6 5 8 t h et o t a lc o n t e n to fs m 2w a sh i g h e s t i na l ls o i ls a m p l e s ，t o 4 11 3 5 p g k g c o n s i d e r e dt h ed e t e c t i o nr a t e ，t o t a lc o n t e n t ，a n dm a n yo t h e rf a c t o r s ，s m 2 c a u s e dt h em o s ts e r i o u ss o i lp o l l u t i o n 4 c o l l e c t i n go 一6 0 c md e p t ho fs o i lf r o mv e g e t a b l ef i e l dn e a rh e n n e r ya n dr e s e a r c h i n gt h e p o l l u t i o no ft h r e es a s ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ed e t e c t i o nr a t eo ft h r e es a sw e r e1o o i n0 10 c ms o i l t h ed e t e c t i o nr a t eo fs d z s m 2a n ds m zw e r e7 5 5 0 a n d1o o r e s p e c t i v e l yi n10 2 0 c ms o i l t h ed e t e c t i o nr a t eo fs d z ，s m 2a n ds m zw e r e 5 0 2 5 a n d 0r e s p e c t i v e l yi n2 0 3 0 c ms o i l t h ed e t e c t i o nr a t eo fs d z ，s m 2a n ds m zw e r e 2 5 ，2 5 a n d0r e s p e c t i v e l yi n3 0 4 0 c ms o i l t h e r ew e r en od e t e c t i o nr a t ei n4 0 6 0 c ms o i l t h e c o n t e n to ft h r e ek i n d so fs a si n0 2 0 c ms o i la c c o u n tf o r8 7 8 4 1 0 0 t o t a lc o n t e n t a n d t h r e es a si sm a i n l yd i s t r i b u t e di nt h es u r f a c es o i lr 0 2 0 c m ) k e yw o r d s ：s u l f o n a m i d e s ，v e g e t a b l es o i l ，h p l c f l u o r e s c e n c e ，a n a l y t i c a lm e t h o d ， c o n t a m i n a t e dd i s t r i b u t i o n v 1 文献综述 1 1 磺胺类药物的结构和性质 1 1 1 磺胺类药物的结构 磺胺类药物( s u l f o n a m i d e s ，s a s ) 是指具有对氨基苯磺酰胺结构的一类药物的总 称，是应用最早的一类人工合成抗菌药物。磺胺类均为氨苯磺胺( 简称磺胺，s n ) 的衍 生物，在磺胺的结构中有一个苯环，一个对位氨基和一个磺胺基。不同的磺胺类药物 只是r 取代基不同而已。见表l l 【卜2 1 。 表i - i 常见磺胺类药物的化学结构 t a b l e l 1 c h e m i c a ls t r u c t u r e so f c o m m o ms u l f o n a m i d e s s u l f o n a m i d 酷a b b r e v i a t i o n s 磺胺 s u l f a n i l a m i d e ( s a ) 磺黢乙羝s u l i d e ( s c m ) 磺胺毗啶s u l f a p y r i d i n e ( s p ) 磺胺甲基瞳啶 磺胺壤唑s i l l 像瞄啦l c $ d 磺胺舅惑唑s u l c 靶m x a z o l e ( s l z ) 磺胺：甲錾嘧啶 s m 钿脯妇医嘴( s m 2 ) 掣o _ 雌 掣研n o ，”q | 旬 印讲龚哲姚 岫斟料勺 心 矽 黻嗍啶则f a d i m e t h a x i 他$ 咖掣q b 】d 3 ， 5 3 续表卜1 s u l f o n a m i d e s s t r u c t t i r e s 磺胺对母氧嘧碇 s u l f a m c , h o x y d i a z i n e ( s m d ) s u l f a m o n o m e t h o x i n e 磺胺阊甲氧嚏啶 ( s m m ) 磺艘睦慧啉 s u l f a q u i n o x a l i n 蓐( s q x ) 磺耧嚷啶s u l f a d i a z i n e ( s 秘 即q b 弋 呐 鸭。扣勺 掣讲铤叔c 鸭 掣毛巾 o 、矿、乎矿 斟百 掣创 1 1 2 磺胺类药物的性质 磺胺类药物一般为白色或淡黄色结晶性粉末，在水中溶解度很低( 除磺胺醋酰 外) ，具有酸碱两性。在稀酸、稀碱和一些有机溶液中易溶。磺胺类药物一般比较稳 定，如果保存得当，可贮存数年。其分子量为1 7 0 3 0 0 ，大部分磺胺类药物的p k a 在 5 , - - 8 范围内，等电点为3 - - - 5 ，少数p k a 为8 5 1 0 5 3 。酸性比碳酸弱的易吸收空气 中的二氧化碳而析出沉淀。由于结构中带有苯环，各种磺胺类药物均具有紫外吸收。 其构效关系有如下几种h 1 ： ( 1 ) 对位氨基与抗菌作用关系密切，如改为邻位、间位，则抗菌作用消失。 ( 2 ) 对位氨基中一个氢原子( r 1 ) ，可被其他基团取代，取代基团对抗菌作用有很大 影响。潜在氨基( 如r c o n h 一、h o n h 一、c h 3 n h 、r c h n h 一等) 能在体内分解或还 原成游离氨基，仍有不同程度的抗菌作用。但在体内不易分解或还原为游离氨基的基 团( 如一n h 一、r s 0 2 n h _ 等) 或氨基被c h 3 一，h 0 一，h 0 3 s 一，h o o c 一，c 1 一取代时，则 完全失去抗菌作用。 ( 3 ) 磺酰胺基中一个氢原子( r 4 ) 可为各种基团取代而显著加强抗菌作用，其中以 噻唑 、嘧啶、嗯唑等杂环取代，增效尤为明显。 ( 4 ) r 1 及r 4 均被取代时，如r l 氨基的取代基易被分解为游离氨基时，则仍有原r 4 取代衍生物的作用。 磺胺类药物有较广的抗菌谱，对革兰氏阳性细菌和阴性细菌均有抗菌作用，磺胺 类药物对细菌起抑制作用，其作用原理是妨碍细菌合成叶酸，影响细菌的生长繁殖。 对磺胺类药物敏感的细菌不能利用外源性叶酸，必须自身合成叶酸，而磺胺类药物与 菌体内合成叶酸的p a b a 竞争，从而抑制了细菌的生长嵋1 。对磺胺类药物敏感的细菌有 溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、淋病双球菌、脑膜炎双球菌、大肠杆菌、 痢疾杆菌、流感杆菌、鼠疫杆菌、肺炎杆菌、变形杆菌等。此外，磺胺类药物对放线 菌、沙眼病原体和性病性淋巴肉芽肿病原体也具抑制作用嵋1 。 难以被胃肠道吸收的磺胺类药物主要从肠道排出，口服易吸收的主要通过。肾脏排 泄，少量由胆汁、乳汁排出。通过尿液排出的磺胺类药物部分以原形，部分以乙酰化 物的形式排出。 根据药物吸收程度和临床用途，磺胺类药物可分为：口服易吸收可全身应用者， 如磺胺甲唑、磺胺嘧啶、磺胺林、磺胺多辛、复方磺胺甲嚼唑、复方磺胺嘧啶等， 口服不易吸收者，如柳氮磺吡啶( s a s p ) 等，局部应用者，如磺胺嘧啶银、醋酸磺胺 米隆、磺胺醋酰钠等n 1 。口服易吸收的磺胺类药物其生物利用度大小因动物种类而不 同，其顺序为：禽 犬 猪 马 羊 牛。 1 2 国内外磺胺类药物使用现状 磺胺类药物在人类抗菌史上曾发挥过重要作用，自1 9 3 5 年法国人格哈德多马 克( g e r h a r d d o m a g k ) 发现第一个磺胺类药物一一百浪多息( p r o n t o s i l ) 以来，已有7 0 年余的历史。这期间共有8 5 0 0 多种磺胺类药物被合成。但是2 0 世纪4 0 年代以后，由于 各类抗生素的出现和发展迅速，磺胺类药物在临床上的使用逐步减少，目前常用的只 有2 0 余种。甚至有人把磺胺类药物称为抗生素药物的“末落贵族”。但因其抗菌谱广， 性质稳定，价格低廉，使用方便等优势，目前在兽药领域仍然得到了广泛的运用，特 别是其增效的发现和配合使用，进一步稳固了它的地位随1 。在我国的动物药品企业中 曾有很多是依靠磺胺类制剂发展壮大的。 我国从2 0 世纪4 0 年代开始生产磺胺类药物，近年来发达国家己逐渐减少生产磺胺 类药物，我国药物生产企业抓住机遇，不断扩大规模与产量，生产和出口量均快速增 长，使我国成为全世界磺胺类药物的主要生产国和出口国，2 0 0 3 年我国磺胺类药物出 e l 量达到2 万多吨。几十年来，国际市场对磺胺类药物的需求一直较为稳定。尤其在 发展中国家特别是较为贫穷的国家一直是抗菌消炎药的主力军，用量较大。在发达国 家，磺胺类药物则主要用于兽药，作为畜禽治疗及预防用药添加到饲料中，用量较大 且需求较为稳定。在欧洲，磺胺类药物是使用量第2 大的兽药抗生素，2 0 0 0 年时在英 国的销量占2 1 ，在其他几个欧洲国家亦达到1 1 2 3 旧1 。预计今后国内外对于磺 胺类药物的使用量不会减少。 1 3 磺胺类药物在环境中的迁移与危害 1 3 1 磺胺类药物在环境中的迁移 1 3 1 1 磺胺类药物进入环境的途径 人类医疗和动物养殖中大量使用的抗生素通过各种途径不断进入环境。主要途径 包括：生产过程排出的废水、人类和畜禽的排泄物、药品的丢弃、生产和运输过程中 产生的泄露等。其中最主要的途径是人类和畜禽的排泄物。药物使用后，大部分通过 粪尿等排出体外，这些排泄物经常作为肥料直接用于农田。其中未降解的药物原形或 生物活性代谢物就会留在农作物和土壤中，继而在生态系统中进行迁移。已有报道表 明，由于废水处理不当以及有机肥的大量施用，在全球范围内造成了大面积的水体抗 生素污染。据调查，美国有1 3 9 条河流存在抗生素类药物污染n0 1 ，瑞士河中含有1 9 ug 1 的磺胺氯吡n 1 | ，德国地下井水中磺胺甲嘧啶的浓度最高可达4 1 0ug 1 。这些水 源一旦被作为饮用水，必然会对人体产生极大的危害。据调查，我国某地区养殖场的 废水9 7 7 4 直接排放到鱼塘、果园、农田以及江、河等，仅有2 2 6 的污水是通过处理 后才排放的，同时该地区每年排放污水量高达几百万立方米。环境中抗生素的来源还 有一个日益重要的途径就是鱼类养殖业，药物作为饲料添加剂被直接投加到水中。由 于投加过量等原因，有相当大的一部分药物不是被鱼类食用，而是直接进入环境n 2 | 。 图卜1 显示了磺胺类药物在环境中的迁移途径n 3 1 4 i 。 4 图卜1 环境中磺胺类药物的来源和迁移途径 f i g 1 - 1s o u r c e sa n dt r a n s p o r tr o u t e so fs a s i nt h ee n v i r o n m e n t 1 3 1 2 磺胺类药物在土壤中的迁移和降解 磺胺类药物进入土壤后，在环境的各组成要素中迁移和转化，其在土壤中的行为 主要表现为：吸附、随水迁移、向下淋溶和横向迁移、降解n5 | 。人们一般认为用有机 肥培育土壤是最安全的，实际上这种认识是不全面的。特别应当注意的是，目前农村 中的有机肥有不少是来自含抗生素或重金属等饲料饲养的畜禽排泄物。兽药抗生素以 畜禽的排泄物为载体，通过各种途径进入到土壤中，引起土壤中各种磺胺类抗生素 含量的变化n6 | 。土壤中磺胺类抗生素的含量与其种类、稳定性及畜禽粪尿中的含量有 关。磺胺类药物在土壤或底泥中的持久性很大程度上取决于其自身的光稳定性、键合、 吸附特性、淋洗和降解速率等。抗生素在土壤中的持久性变化很大，从一天内到几周 甚至几个月。一般来说，抗生素的物理、化学性质( k o w ，p k a 和极性等) 预示了其在 固相环境基质中的保留趋势n4 1 。磺胺类药物多为弱酸弱碱性化合物，与土壤表现出较 好的亲和力。k a y n 7 1 等研究发现，土壤中施加含磺胺类抗生素的猪粪2 4 小时以后，经 人工淋洗，地表径流中磺胺氯吡啶最大可达7 0 3 21 tg 1 ，经土柱淋溶实验，研究了猪粪 施用后向下的渗透淋失情况，结果发现，施用猪粪4 个月后，其淋溶液中仍然含有 高达0 7 71 tg 1 的磺胺氯吡啶，证实了施用有机肥料的环境风险。图卜2 显示了磺胺类 药物在土壤中的迁移和降解途径n8 | 。 水体 图1 - 2 磺胺类药物在土壤中的迂移途径 f i g 1 - 2t h ew a y so f t r a n s p o r to f s a si n s o i l 土壤中兽药的降解一般都是通过光解、水解、氧化还原降解和微生物降解等几种 降解方式同时进行。h a l l i n g s e r e n s e n 等n 朝对土壤问隙水中兽药的非生物降解研究 表明，磺胺类兽药在液体中可发生光解，也可在土壤表层和液体粪肥表面发生光降解 作用。c o a t s 等叫对磺胺类药物在环境中的降解进行了研究，结果表明，s m 2 在鸡粪 中的降解很慢。近年来的研究表明，相对于其他抗生素，磺胺类药物在土壤中的降解 速率很慢，这可能与其较强的抑菌性有关。王冉等瞳嵋研究发现，当磺胺二甲嘧啶浓 度为l m g k g 时，土壤中细菌和真菌数量明显减少( p 普通农家蔬菜地 市郊某蔬菜基地 绿色蔬菜基地。养鸡殖场附近菜地土壤中3 种磺胺类全部被检出，其含量差异相对较 小。普通农家蔬菜地和市郊某蔬菜基地土壤中只检出s m 2 。绿色蔬菜基地土壤中所有 的目标抗生素均未检测出来。其中养鸡场附近菜地土壤中3 种磺胺类抗牛素的平均总 含量( 4 1 1 2 1 j g k g ) 分别是普通农家蔬菜地( 4 5 9 l j g k g ) 和市郊某蔬菜基地 ( 3 9 9 1 j g k g ) 的8 9 6 倍和l0 31 倍，绿色蔬菜基地无检出。这是由于养鸡场附近菜地长 期以鸡粪作为肥料进行施肥，从养鸡场调查得知，养殖过程中曾大量使用磺胺类抗生 素，而磺胺类抗生素有很大一部分随粪尿排出，粪尿中抗生素含量较高，因此大量的 药物随着粪肥进入附近菜地土壤，另外据调查，养鸡场只经简单处理或未经处理的养 殖污水全部进入附近水体，比如菜地周围的沟渠，而农户用沟渠水进行浇灌时，再次 造成土壤磺胺类抗生素污染。因此养鸡场附近菜地磺胺类药物污染相对比较严重。 图4 - 8 不同类型菜地土壤中磺胺类抗生素的含量特征 f i g 4 - 8c o n t e n t so f3s a si ns o i l sf r o md i f f e r e n tv e g e t a b l ef i e l d s 2 5 4 7 安徽省不同地区菜地土壤抽样调查 4 7 1 检测结果 由表4 1 2 可知，9 个地区的菜地土壤中均有磺胺类抗生素检出。s d z 的含量范围在 0 6 7 3bg k g ，s m 2 的含量范围0 3 4 1 7i j - g k g ，s m z 的含量范围是0 1 2 2 1ug k g 。3 种s a s 的总含量为0 3 5 3 5ug k g 。在7 6 个土样中，s d z 的总含量为1 9 8 5ug k g ，s m 2 的 总含量为4 1 1 3 5bg k g ，s m z 的总含量为1 9 5 7 21 - 1g k g 。所有的土样中s d z 的检出率最 低，仅为6 5 8 ，s m 2 币h s m z 的检出率分别为6 7 1 1 矛h 5 1 3 2 。 表4 12 安徽省不同地区菜地土壤中3 种s a s 含量( ug k g ) t a b l e 4 12c o n t e n t so f3s a si nv e g e t a b l es o i l sf r o md i f f e r e n tc i t y so fa n h u ip r o v i n c e 采样地点种植作物近j ! 月，苎多 s d z s m 2s m zy s a s 采样地点种植作物 施加农家肥 s d z s m 2s m z 2 6 续表4 - 1 1 采样地点 种植作物鼍j 一月，是否 s d zs m 2 s m zy s a s 采样地点 种植作物 施加农家肥 s d zs m 2 s m z 西红柿是 n d2 7 1 n d2 7 1 辣椒否 n dn d2 7 4 2 7 4 蒙城辣椒是 n dn d n d0 黄瓜 是 n d3 2 42 9 6 6 2 空心菜否 n d n d2 9 62 9 6 青菜是 n d5 6 38 5 9 1 4 2 2 泾县 青菜 豆苗 花生 棉花 韭菜 大蒜 土豆 n d n d n d n d n d n d n d n d 4 2 4 3 6 2 n d 1 0 2 7 5 2 0 n d 4 5 0 4 2 6 n d n d 5 6 3 n d n d 4 5 8 5 3 6 2 0 1 5 9 5 2 0 长丰 茄子 大蒜 小白菜 大葱 韭菜 苋菜 莴笋 香菜 菠菜 n d 4 1 8 n d n d n d n d 2 5 4 n d n d 3 0 8 5 5 5 0 n d 2 7 6 1 3 1 1 3 7 4 5 _ 3 7 n d n d 4 5 0 n d 7 3 7 n d 3 5 8 n d n d n d 5 7 3 3 5 3 5 5 5 7 3 7 2 7 6 1 6 6 9 3 7 4 5 3 7 0 5 7 3 生菜是 n d5 2 7 3 9 69 2 3 韭菜 是 n d1 6 2 54 3 9 2 0 6 4 六安 瓠子 蚕豆 苘蒿 葱 是 是 是 是 n d 6 7 3 3 1 5 n d 6 4 7 1 6 9 7 4 4 2 n d n d 8 3 3 3 8 5 7 4 6 6 4 7 2 5 3 8 2 7 7 4 6 大蒜是 n d 2 6 4 76 6 8 3 3 1 5 萝t - 是 n d7 3 8 n d7 3 8 油菜是 n d2 6 5 n d2 6 5 辣椒是 n d n d n d0 红薯 是 n d3 4 1 7 n d3 4 1 7 空心菜否 n d n d3 6 2 3 6 2 空心菜是 n d 1 3 5 91 2 2 1 2 5 8 南陵 香菜否 n d 2 8 9n d 2 - 8 9 豌豆 否n d 3 2 3 n d3 2 3 卷心菜 是 n d2 1 6 8 3 4 62 5 1 4 蚕豆 否 n d n dn d 0 2 7 否是是否是是是一是是是否是否是是否 续表4 - 1 1 坠! 竺：! !兰! ! ：! i! 堕：2 兰 4 7 2 污染特征分析 在所有近期未施农家肥的土样中，3 种s a s 的总含量主要集中在0 1 0ug k g ，并且 全部在2 0ug k g 以下( 见图4 9 ) 。施过粪肥的土样中3 种s a s 的总含量范围也是集中 在0 1 0ug k g ，少部分大于2 0t lg k g ( 见图4 1 0 ) 。近期施肥的土样中3 种s a s 的总含 量明显高于近3 个月未施肥的土样。 在所有的土样中，s m 2 的含量平均值在3 种s a s 中最高，s d z 的含量均值最低( 见图 4 1 1 ) ，这可能与不同的磺胺类药物在土壤中的迁移和降解速率不同有关，也有可能 与施用的粪肥中3 f 中s a s 的含量不同有关。 图4 9 未施肥菜地土壤中3 种s a s 总含量分布特征 f i g 4 9d i s t r i b u t i o no f t o t a lc o n c e n t r a t i o n so f3s a si ns o i l sf r o mv e g e t a b l ef i e l d sw i t h o u tf e r t i l i z a t i o na n i m a lm a n u r e i - $ - 1 4 - 10 已施肥菜地土壤中3 种s a s 总含量分布特征 f i g 4 - 10d i s t r i b u t i o no ft o t a lc o n c e n t r a t i o n so f 3s a si ns o i l sf r o mv e g e t a b l ef i e l d sw i t hf e r t i l i z a t i o na n i m a lm a n u r e 图4 - 11 土样中3 种s a s 含量均值 f 唔4 - 11c o n t e n t so f3s a s i ns o i ls a m p l e s 4 7 3 不同地区污染特征 由图4 1 2 可以看出，六安地区土样中s d z 和s m 2 的平均含量均为最高，桐城地区土 样中s m z 的平均含量最高。桐城、宿松、临泉、庐江、蒙城、泾县地区均未检出s d z 。 图4 1 2 安微省9 个地区菜地土壤中三种s a s l j 勺平均含量 f 唔4 12c o n t e n t so f3s a s i ns o i l sf r o mv e g e t a b l ef i e l d sf r o m9c i t y so fa n h u ip r o v i n c e 2 9 d p s 差异显著性分析结果表明，安徽省不同地区菜地土壤中3 种s a s 残留的区域差 异性显示为：各地区土样s d z 平均含量无显著差异；六安土样s m 2 平均含量与蒙城存在 显著差异，其它地区之间差异不显著；桐城土样e p s m z 平均含量与庐江土样存在显著 差异，其它地区之间不存在显著性差异。见表4 1 2 。 表4 - 12 各地区3 种s a s 平均含量差异显著性分析 t a b l e 4 - 12d i f f e r e n c es i g n i f i c a n c ea n a l y s i so fc o n t e n t so f3s a sf r o md i f f e r e n tc i t y so fa n h u ip r o v i n c e 4 8 不同深度土壤中3 种s a s i j 勺污染调查 陶楼镇养鸡场附近4 块菜地不同深度土壤中3 种s a s 含量见表4 - 1 3 。由表4 1 3 可知， 4 块菜地中均检出3 种s a s ，不同深度土壤中的s a s 含量为0 5 8 8 9ug k g ，s d z 的最大检 出量为0 一l o c m 大蒜土中的1 9 8 5ug k g ，s m 2 的最大检出量为0 1 0 c m 大蒜土中的3 1 7 9 1 tg k g ，s m z 的最大检出量为0 1 0 c m 幺幺- 瓜土中f l 向1 1 7 4ug k g 。 表4 13 不同深度菜地土壤中3 种s a s 的含量( ug k g ) t a b l e 4 - 13c o n c e n t r a t i o n so f3s a si ns o i l so fd i f f e f e n td e p t h 3 0 续表4 1 3 由表4 一1 4 可以看出，o l o c m 土壤中3 种s a s 的检出率均为1 0 0 ；l o - 2 0 c m 土壤 中s d z 、s m 2 、s m z 的检出率分别为7 5 、5 0 、1 0 0 ；2 0 3 0 c m 土壤中s d z 、s m 2 、s m z 的 检出率分别为5 0 、2 5 、0 ；3 0 4 0 c m 土壤中s d z 、s m 2 、s m z 的检出率分别为2 5 、2 5 、 o ；4 0 6 0 c m 土壤中3 种s a s 均未检出。3 种s h s 主要分布在土壤表层( o - 2 0 c m ) 。这与 m i c h a e lb u r k h a r d t 等。n 1 对于s a s 在不同深度土壤孔隙中的分布研究结果比较接近。 表4 1 4 不同土壤深度3 种s a s 的检出率和含量比仞l 旦曼! 丝：! 垒垒! ! 皇! ! 尘! 篁! 堂! 塑堕! 塑! ! 坐巳篁竖塑! 望! q j 兰垒! 也! q i ! ! 旦! 坚i 塑堕塑! 堡望尘 土壤深度( c m ) 检出率w 含量比例 s d zs m 2s m z 所有土样中，o l o c m 层的土壤中3 种s a s 的含量均值均为最高，其中s m 2 的均值为 1 9 8 1ug k g ，高于s d z 和s m z 。1 0 2 0 c m 层的土壤中3 种s h s 的含量均值接近，s m 2 略低 于s d z 和s m z 。2 0 - 4 0 c m 层的土壤中s d z 和s m 2 的平均含量较低，4 0 c m 以下s d z 矛i s m 2 的平 均含量为0 。而2 0 - 6 0 c m 层的土壤中s m z 的含量均为0 。见图4 1 3 。 3 l 图4 1 3 不同深度十壤中3 种s a s 的平均含量 f i g 4 13c o n t e n to f3s a s i ns o i l so fd i f f e f e n td e p t h 3 2 5 讨论 5 1 土壤中磺胺类药物检测方法的研究 本论文通过研究已报道的关于土壤中磺胺类药物的检测方法，确定使用高效液相 色谱一荧光检测器进行检测。由于s a s 具有氨基，因此可以采用荧光试剂柱前或柱后衍 生，生成强荧光物质，利用荧光检测器检测。根据文献资料确定检测波长e x = 4 0 5 n m ， e m ：4 9 5 n m 。流动相一般由甲醇或乙腈和缓冲溶液按一定比例混合，乙腈与甲醇相比， 有较低的吸光度、较强的洗脱能力，且在同样的流速下不在柱内加上多余的压力，因 而被广泛采用。缓冲溶液的作用在于调节流动相的p h 值。本实验选择乙腈和0 5 醋酸 作为流动相，采用梯度洗脱。根据文献资料以及目标药物的性质，本论文考察了甲醇 等1 3 种提取剂的提取效果，由于土壤中杂质较多，成分复杂，提取后必须进行净化， 目前常用的净化方法为固相萃取法和液液萃取法，固相萃取法的优点是有机溶剂用量 较少，比较环保，但是需要用到大量的固相萃取小柱，成本很高。固相萃取小柱主要 可分为正相萃取小柱、反相萃取小柱和离子交换萃取小柱。正相萃取小柱是极性填料， 用于中等极性到极性化合物的萃取：反相萃取小柱是非极性填料，用来萃取非极性到 中等极性的化合物：离子交换萃取小柱用于提取带电荷的样品。本论文用到的c 1 8 柱是 一种反相萃取小柱，单键和硅胶填料，硅胶上键和十八烷基。纯硅胶( 一般孔径为4 0 6 0 u m 大小的颗粒) 表面的亲水性硅醇基通过与硅烷填料化学反应，被含有疏水性的 烷基或芳烃取代，降低了硅醇基的干扰。由于分析物中的碳氢键同硅胶表面的官能团 的吸附作用，使得极性溶液中的有机分析物能通过范德华力或色散力保留在这些填料 上。液液萃取法不足之处就是需要使用大量的有机溶剂，实验过程产生的废液较多， 优点是经济适用，实验成本较低。 本文通过比较固相萃取法与液液萃取法的富集净化效果，发现液液萃取法操作重 复性较好，添加回收率较高，操作较简单。而固相萃取法对操作要求较高，操作时必 须考虑流速、压力等因素，否则对结果影响较大。 5 2 样品检测分析 本论文分别从不同类型菜地、不同地区、不同深度三个方面分析了土样中3 种 s a s 的污染特征。分析结果与文献有很多相似之处，说明本论文建立的方法在实际样 品检测时准确度和精确度较高。 在不同类型菜地土壤检测时发现，有机蔬菜基地土壤中s m 2 的检出率为1 0 0 ，这 与人们认为有机蔬菜没有污染的观点不一致，说明在施用有机肥料时没有充分考虑到 其中的抗生素是否降解完全，有文献研究结果表明施用的畜禽废物有机肥在高温堆肥 处理过程中抗生素会显著降低盯2 | 。安徽省不同地区菜地土壤样品均采自普通农家菜 地，s a s 残留情况也不容乐观，说明农民在养殖畜禽时使用了大量的磺胺类抗生素， 从而在施用粪肥时导致了土壤的污染。 在所有样品中，s d z 的检出率较低，由于本论文研究范围有限，无法给出准确的 解释，这可能与s d z 的降解和迁移特点有关，首先要研究s d z 在粪肥中的降解和存在 形态，在环境中的光解、水解、微生物降解等降解速率，然后调查种植作物的吸收量、 周围水体的含量以及地下水的含量等，必须形成完整的研究体系，才能对不同s a s 在土壤中的污染特征作出完整的评价。 5 3 论文后续工作 在调查菜地土壤残留污染状况时，存在采集样品基数不大以及采样时没有充分考 虑种植作物种类，可能对于调查结果的全面分析存在一定的困难。因此在本论文的基 础上还应该继续研究，为土壤中磺胺类抗生素污染的检测提供更科学、更全面的数据。 3 4 6 结论 ( 1 ) 本文建立了高效液相色谱一荧光检测器同时测定土壤中3 种s a s 的检测方法。样 品用0 i m o l l 氢氧化钠：甲醇( 5 ：5 ) 混合溶液为提取溶剂，振荡、超声提取各l o m i n ， 离心5 m i n ( 4 0 0 0 r m i n ) ，收集上清液，残渣再重复提取2 次，合并上清液，浓缩至 一半，加入l o m l 二氯甲烷萃取，收集有机相，水相再重复萃取2 次，合并