典型城市区域水体中抗生素类药物迁移转化及其生态毒性研究

Antibiotics is widely used in China, but the relevant research on such emerging pollutants is still relatively lacking. Therefore, the aim of this project is to study the distribution and migration and transformation of antibiotics in typical urban water bodies, including sewage, surface water and groundwater, so as to provide data on the health risks and ecological security risks caused by environmental water bodies. Combined with the accumulation rule and distribution of drug in the various organs and blood of fish, we aimed to establish the.accumulation model of antibiotics in aquatic organisms. So it can provide effective theoretical and technical support for the environmental effects, ecological risks, management and control of such pollutants.

我国对于抗生素类药物的使用越来越广泛，但是对于该类新兴污染物的相关研究还比较缺乏。因此，本项目旨在研究抗生素类药物在我国典型城市水体包括污水、地表水和地下水中的分布和迁移转化规律，从而对环境水体可能引发的健康风险和生态安全隐患提供数据上的支持。同时结合该类药物在鱼类各个器官组织以及鱼血液中的分布、蓄积规律的研究，建立抗生素类药物在水生生物体中蓄积模型。为此类污染物的环境效应、生态风险、控制及治理提供有效的理论及技术支撑。

我国水体中抗生素的污染问题已日益突出，水生环境中抗生素的广泛存在对生态和人类造成了不可避免的影响。本项目从典型城市区域水体中抗生素类药物的迁移转化、降解特性、健康风险三个研究方向开展了研究。.本项目开展了对上海市主要区域水体抗生素类药物的迁移转化及其规律研究，共计检测到了 64 种抗生素。并筛选出以磺胺甲嘧啶、磺胺嘧啶和磺胺吡啶类作为反映上海市抗生素污染状况的指标。此外，通过区域比较，人口密度可能是抗生素污染的主要因素。另一方面，项目研究以上海市直排污染源受纳河流中的地表水和沉积物为主体的源分析中发现，地表水中磺胺类抗生素在水体中占主导地位，处于高水平污染，沉积物中喹诺酮类抗生素占主导地位与国内外同类数据相比处于中等污染水平。.基于电子束辐照 (EBI)高级氧化技术，对磺胺类抗生素、环丙沙星、吡嗪酰胺和异烟肼等各类别抗生素的降解过程和机制展开研究。结果表明，各类抗生素药物的辐照降解过程符合准一级反应动力学，并且可以高效（2~5kGy）将它们完全去除。基于各类因素分析，外加活性氧化剂、pH的调节和 O2气氛可以进一步增强抗生素药物的去除，而NO2-在众多离子中具有最显着的降解抑制作用，这些结果说明羟基自由基的氧化分解起主要作用。基于液相色谱质谱联用（LC-MS）和量子化学理论DFT计算表明，各类抗生素的降解产物浓度呈先升后降的趋势，表明EBI可以实现对抗生素的高效去除和进一步矿化。.此外，在开展普通人群暴露、健康风险及食物源因素分析研究中，我们分析确定了饮食因素对抗生素摄入的影响，并初步评估了人类接触这些物质的数量以及它们带来的健康风险。结果发现，动物源性食品是人类无意接触抗生素的主要原因。此外，本项目基于急性毒性实验和 ECOSAR 程序的预测证明，抗生素类药物的降解后的生物毒性作用被大大降低。本项目为高效、深入地去除水环境中的新兴污染物提供了重要的信息支持和新思路，并在Environmental Science and Pollution Research和RSC Advances等期刊上共发表期刊12篇，培养毕业研究生5名，达到预期目标。