土壤中氟喹诺酮类抗生素的植物吸收与传输机理研究

本项目以土壤中主要存在的氟喹诺酮类抗生素（Fluoroquinolones，FQs）为对象，利用红外、核磁与元素分析等结构表征手段，从不同植物根脂肪含量对FQs植物吸收传输影响角度出发，研究FQs在不同作物根内的吸收、累积以及在茎叶中的传输规律，分析植物体内FQs的主要富集途径。主要包括：1）研究不同植物对FQs植物吸收、累积及传输规律；2）研究植物组成主要是根脂肪含量对FQs植物吸收、累积及传输的影响；3）研究不同土壤性质如pH对FQs植物吸收与传输的影响。定量研究FQs在植物体内吸收、累积与传输与植物脂肪含量、化合物溶解度、辛醇-水分配系数的关系。揭示FQs通过"土壤-根-茎叶"传输的机理，为FQs的环境和健康风险性评价提供科学依据。

本课题研究土壤中氟喹诺酮类抗生素（FQs）植物吸收及传输的机理，为土壤中氟喹诺酮类抗生素的生态与健康风险评价提供依据。主要内容与结果归纳如下：.（1）建立了超高效液相色谱串联质谱法（UPLC-MS/MS）测定植物样品中十种FQs残留量的分析方法。在50-100μg/kg添加浓度时，平均回收率为76.5％-95.6％；相对标准偏差为3.2％-13.4％。仪器的检测限为1.0-10.0μg/kg，对不同植物基质，方法的检测限为5-30μg/kg。该方法节省了样品前处理时间，选择性与灵敏度较其它方法有较大提高。.（2）通过批平衡吸附实验，研究了苜蓿等五种植物根对环丙沙星的吸收（吸附）性质。结果表明，植物根吸附环丙沙星的等温线均呈线性（R2 = 0.936, P < 0.05），说明环丙沙星在五种不同植物根的吸收为分配作用。环丙沙星的植物根-水分配系数Kpl与植物脂含量呈显著正相关关系（R2 = 0.882, P < 0.05），表明植物根脂肪含量与植物吸收环丙沙星之间存在较好的线性相关性。.（3）通过温室盆栽试验研究了六种植物对土壤中环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星的根吸收、累积与茎叶传输的规律。结果表明，六种植物根对土壤中三种抗生素都有富集作用。六种植物的根富集因子在0.1-2之间，其中胡萝卜对环丙沙星和恩诺沙星的富集因子最大，分别为1.056、0.591，黑麦草对诺氟沙星的富集因子最大，为0.784；六种植物地上部分均检测到环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星。黄瓜和苜蓿地上部分环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星的含量较低，其传输因子均小于0.1，而胡萝卜和黑麦草对环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星的传输能力较强。植物性质的差异可能是影响FQs植物根吸收、富集及植物体内传输的主要因素。.（4）研究了植物对四种不同土壤中环丙沙星的根吸收与茎叶传输的规律。黄瓜在不同性质土壤中（山西、黑龙江、江西、北京）的根富集因子在0.1-2之间，顺序依次为山西>北京>江西>黑龙江；环丙沙星在黄瓜根中的浓度与土壤有机质含量呈负相关关系。土壤性质对植物吸收土壤中环丙沙星具有重要影响。.（5）以植物根伸长为测试终点，研究了添加不同水平的四环素对八种不同植物毒性的剂量-效应关系及植物敏感性差异。结果表明，水溶液中不同植物对四环素毒性的敏感性频次分布存在明显差异，其中番茄对四环素的毒害较敏感，玉米对四环素毒害耐性较强。