黄浦江上游典型抗生素污染特征及生态风险评估

摘要

近年来，抗生素已经被广泛的应用于预防、治疗人类和动物疾病，以及成千上百种生长促进剂中。由于污水处理厂的不完全去除和不正确的废物处理，这些抗生素会通过各种途径进入到水体环境中，造成水体污染，甚至残留在饮用水当中，对人体健康构成严重的影响。因此，抗生素残留问题已近越来越受到人们和学术界的关注。
　　本研究以黄浦江上游为对象，对3条支流和干流的18个代表采样点进行分析，跨越一年四个季节，针对2类共6种典型抗生素，探究典型抗生素在黄浦江上游的含量和来源，时间和空间分布特征和生态风险评价。
　　通过固相萃取、液相色谱串联质谱法测定6种抗生素在黄浦江上游的含量。四环素类平均含量范围在34.25ng/L（2014年8月）~781.23 ng/L（2015年3月），其中四环素的检出率最高，磺胺类平均含量范围在3.11ng/L（2015年10月）~22.26ng/L（2015年3月），其中磺胺甲恶唑检出率最高。四环素是所有六种抗生素的主要污染抗生素，最高达到916.77 ng/L。
　　通过主成因分析发现3种磺胺类抗生素来自同一兽用污染源，金霉素和土霉素来自同一污染源，四环素与其他抗生素污染来源不同。Spearman相关性分析显示了上游支流四环素类抗生素浓度易受周边污染源的影响，磺胺类抗生素浓度与周围污染源的相关性不大。
　　通过对丰水期及枯水期黄浦江上游中典型抗生素的空间分布情况发现，丰水期磺胺类抗生素分布差异较为明显，支流污染浓度大于干流，泖港支流污染程度最高，斜塘支流最低，圆泄泾支流越往下游磺胺类浓度越高。枯水期磺胺类分布差异不明显。丰水期和枯水期四环素类抗生素有明显的分布差异，且较为一致。支流污染浓度大于干流，泖港和斜塘支流污染浓度最高，圆泄泾较低。通过对抗生素污染通量的分析，发现丰水期三条支流总通量大于干流通量，约为1.37倍。枯水期则和干流基本持平。斜塘支流是抗生素污染主要贡献支流。
　　对黄浦江上游支流和干流进行时间分布规律进行研究，显示四环素类在3条支流和干流中有明显的季节变化规律，而磺胺类则规律并不明显。通过生态风险评价，结果表明，黄浦江上游生态风险还处在中等偏低水平，金霉素和磺胺二甲基嘧啶随藻类有潜在生态危害，而四环素风险商值高达3.26，暴露出明显的生态风险。

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第一章 引言

1.1 抗生素概论

1.2 国内外抗生素使用现状

1.3 抗生素的来源及分布

1.4 抗生素环境残留的危害

1.5 抗生素残留分析方法概述

1.6 抗生素的生态风险评价

1.7 研究课题简介

第二章 样品采集与检测

2.1 目标化合物介绍

2.2 研究区域概况

2.3 样品采集

2.4 抗生素测定方法

2.5 质量控制和质量保证

2.6 本章小结

第三章黄浦江上游典型抗生素含量及来源分析

3.1 引言

3.2 典型抗生素检出率和浓度水平

3.3 国内外河流抗生素污染情况对比分析

3.4 抗生素在黄浦江上游的来源分析

3.5 本章小结

第四章 黄浦江上游典型抗生素空间分布情况

4.1 引言

4.2 丰水期黄浦江上游典型抗生素分布特征

4.3 枯水期水期黄浦江上游典型抗生素分布特征

4.4 抗生素通量分析

4.5 本章小结

第五章黄浦江上游典型抗生素时间分布特征

5.1 引言

5.2 黄浦江上游四环素类时间分布特征

5.3 黄浦江上游磺胺类时间分布特征

5.4 黄浦江上游抗生素平均浓度时间分布特征

5.5 本章小结

第六章 黄浦江上游典型抗生素污染的生态风险评价

6.1 引言

6.2 黄浦江上游水体的风险评价

6.3 本章小结

第七章 结论、创新与展望

7.1 结论

7.2 研究创新

7.3 研究展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢