黄河三角洲湿地表层沉积物中典型抗生素的分布特征和生态风险评估_NormalPdf.docxVIP

第54卷第4期海洋与湖沼Vol.54,No.4

2023年7月OCEANOLOGIAETLIMNOLOGIASINICAJul.,2023

黄河三角洲湿地表层沉积物中典型抗生素的分布特征和生态风险评估*

仝浩玉1,2朱恺或1,2兰宇宇1,2盛璨璨1,2张大海1,2

袁红明3赵广明3①李先国1,2①

(1.中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100;2.中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛

266100;3.中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266071)

摘要作为一类新污染物,沉积物中的抗生素对生态系统构成了潜在的威胁。探究常见抗生素在

黄河三角洲[Huanghe(Yellow)RiverDelta,HRD]表层沉积物中的赋存状况及其生态风险具有现实意义。利用高效液相色谱-串联质谱法测定了2021年6月采自HRD南北两个区域表层沉积物中的磺胺类(SAs)、喹诺酮类(QNs)、大环内酯类(MLs)和四环素类(TCs)共14种抗生素的含量。结果表明,抗生素的总检出率为52.8%,浓度范围为nd(未检出)~22.6ng/g,QNs和MLs检出率较高;QNs和TCs的浓度水平较高。HRD表层沉积物抗生素浓度分布特征的主要影响因素是人口密度以及农业和畜牧业发展,次要因素是沉积物的理化性质。南部区域抗生素浓度水平显著高于北部区域,沉积物中有机质和黏土含量与QNs和TCs显著正相关。生态风险评价结果表明,南部区域的生态风险水平明显高于北部区域,其中QNs和TCs为主要贡献者,但抗生素生态风险水平并不只由浓度决定,还取决于其对水生生物的毒性大小和沉积物的理化性质。

关键词黄河三角洲;沉积物;抗生素;分布特征;生态风险

中图分类号X52;X826doi:10.11693/hyhz20221200333

抗生素(Antibiotics)是一种能够抑制各种有害微生物(细菌、原生动物、病毒、古菌、真菌和微藻等)活性或导致其死亡的有机化合物(Sarmahetal,2006)。近几十年来许多类型的抗生素被生产并应用于人类和动物疾病的预防和治疗(Lietal,2020)。大量抗生素及其代谢产物通过尿液和粪便(Huetal,2010)、废水(Watkinsonetal,2007)以及畜禽和农业废弃物等方式进入环境,城市生活污水即便经过无害化处理后仍有一部分未改变活性形式并释放到自然环境中(Zhouetal,2013)。环境中的抗生素残留除本身能够对生物体造成毒害作用外,还会促进细菌种群中抗生素抗性基因(ARGs)的表达,进而影响微生

物群落结构,并最终通过食物链对人类健康构成威胁。中国是全球最大的抗生素生产和使用国(Zhuetal,2013)。尽管大多数抗生素在环境中的半衰期并不长(Dongetal,2020),在环境中的持久性、传播速度和累积能力也各不相同,但由于长期的大量使用和累积,环境中的抗生素种类和浓度在不断增长。

黄河三角洲[Huanghe(Yellow)RiverDelta,HRD]是地球上沉积速度最快、最为动态的生态系统之一,是我国最完整、最年轻的湿地生态系统,主要包括(低潮时水深不超过6m)沿海水域、潮间淤泥海滩、沼泽和盐碱地等类型(Zhangetal,2016)。HRD分为南北两个区域:南部区域是现代黄河高泥沙含量的河水入

*国家自然科学基金,号,号;山东省自然科学基金,ZR2020MD079号;地质调查项目,D号。仝浩玉,硕士研究生,E-mail:thywarm@163.com

①通信作者:李先国,博士生导师,教授,E-mail:lixg@;赵广明,硕士生导师,副研究员,