城市饮用水源中磺胺类抗生素污染特征分析和风险评价

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磺胺类抗生素(SAs)是应用最广泛的一类抗生素,常用于养殖业、临床医学和日常生活中,并成为一种新型污染物。SAs在水环境中广泛存在,呈一定的浓度水平,且该类污染物能够诱导微生物产生抗性基因,使细菌产生耐药性,对人类健康安全和生态系统稳定产生一定的影响,尤其是饮水安全问题。考虑到饮用水源中SAs的痕量水平,且极易受基质影响,本课题基于SPE-UPLC-TOF/MS建立一种适合饮用水源中SAs检测方法,并对浙江省杭州市、宁波市、嘉兴市和温州市20个饮用水源和杭州市某饮用水源贡献水系的内河中7种典型的SAs进行污染特征、来源和风险评价。主要结果如下:(1)基于固相萃取-超高效液相色谱-飞行时间质谱建立同时检测饮用水源中中7种磺胺类抗生素(SAs)的方法。通过对流动相和固相萃取条件的优化,确定分析条件:流动相为0.1%甲酸水溶液(体积比)、固相萃取为Oasis HLB柱、萃取体系pH为3、上样流速4 mL/min、甲醇为洗脱剂,确定方法检出限为0.110.21 ng/L;在0.10.500 ug/L内线性关系良好,相关系数均在0.9900以上。水样中SAs在4 ng/L、100 ng/L和200 ng/L的加标浓度下空白回收率范围分别为:81.80%115.00%、89.46%120.35%和83.07%132.87%,相对标准偏差(RSD)范围为5.07%7.63%、1.45%5.04%和1.87%7.18%。结果表明该方法准确度高、精密度、重现性好和灵敏度高,能满足实际水样的测定。(2)浙江省杭州市、宁波市、嘉兴市和温州市饮用水源中7种SAs的污染特征分析:杭州市SAs的检出率范围为60%100%,浓度范围ND13.12ng/L;宁波市SAs的检出率范围为80%100%,浓度范围为ND8.55 ng/L;嘉兴市SAs的检出率范围为60%100%,浓度范围为ND10.68 ng/L;温州市SAs的检出率范围为80%100%,浓度范围为ND7.08 ng/L;SAs的平均浓度水平为嘉兴(17.90±5.23 ng/L)最高,其次为杭州(8.68±7.78 ng/L)和宁波(8.51±5.61 ng/L),温州(6.98±1.07 ng/L)最低;其中磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的是饮用水源样本中检出频率最高2种抗生素。根据杭州市某内河中秋、冬季水样检测发现:磺胺甲噻二唑(SMT)、磺胺异噁唑(SIX)、磺胺二甲嘧啶(SM2)、磺胺嘧啶(SD)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺甲噁唑(SMX)和磺胺吡啶(SP)在秋季某内河中水样都有不同程度检出,浓度范围为ND29.64ng/L,SP为主要污染抗生素;冬季仅检出SMT、SM2、SD、SMX和SP,浓度范围为ND27.80 ng/L,SMX为主要污染抗生素。秋、冬季抗生素浓度差异不大,但主要污染抗生素种类发生改变。(3)采用风险熵值(RQ)法对饮用水源和杭州市某内河进行风险评价。生态风险评价结果显示:饮用水源SMX为0.01<RQs<1,有低或中等风险,杭州九溪水厂SM2在0.01<RQs<0.1,表现低风险;秋季和冬季内河水样SMX的RQs均处于0.11之间,表现中等风险,秋季内河水样SM2的RQs为0.01<RQs<0.1,有低风险;饮用水源和内河水样中SMX均表现出中等生态风险,需加以关注。健康风险评价结果显示:在饮用水源和杭州市内河中,易通过饮水途径摄入的SD、SM2和SMX对成人和儿童的健康风险熵值RQH分别处于2.1 e-91.0 e-7、1.9 e-92.6 e-7和4.7 e-96.9 e-8、1.2 e-81.7 e-7之间,其人体健康风险指数均低于国外相关标准,并未表现出明显的风险。
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