渔业养殖环境中抗生素残留检测及消除技术

摘要

抗生素在水产养殖的各个环节中应用广泛，一方面可预防和治疗水生生物的疾病，另一方面可促进生物体的生长。但随着抗生素的大量应用，滥用现象也不断发生。抗生素的不规范使用给水生动物和养殖环境的安全性带来威胁。进入环境中的抗生素容易诱导耐药性菌株的产生且会破坏土壤、动植物以及人体的微生态平衡。医院废水、城市生活污水、污水处理厂废水和水产养殖废水等的排放是造成环境中抗生素污染的主要原因。环境中抗生素的污染问题越来越受到重视，而由于水产养殖过程中使用抗生素可能造成的养殖环境中抗生素的残留问题，尚需进行深入的研究。
　　为了监控水产养殖环境中海水的抗生素残留状况，本论文先后建立了养殖海水中17种喹诺酮类抗生素和养殖海水中氯霉素类、磺胺类和四环素类等15种抗生素的固相萃取-液相色谱串联质谱（SPE-LC-MS/MS）的检测方法。经过一系列的条件优化，两种方法都具有满意的回收效果。其中，固相萃取-液相色谱串联质谱法同时检测养殖海水中17种喹诺酮类抗生素残留的方法检出限（S/N=3）的范围为2.00~10.00 ng/L，定量限的范围为5.00~20.00 ng/L。以空白海水为基质，在20.00、100.00和200.00 ng/L三个不同添加水平下采用内标法定量，加标回收率范围为71.33％~124.60%，相对标准偏差（RSD）为2.73%~9.97%（n=5）。该方法能够较全面的对海水中喹诺酮类抗生素的残留进行检测，现已报批国家海洋局行业标准。为了提高海水中抗生素的检测效率，增加待检测目标物的种类，另外建立了养殖海水中氯霉素类、磺胺类和四环素类等15种不同种类抗生素的检测方法，被测抗生素在对应范围内线性关系良好，方法的检出限（S/N=3）为1.00~10.00 ng/L，定量限范围为5.00~20.00 ng/L。以空白海水作为基质进行回收率评价，15种抗生素在不同加标浓度时，外标法定量的回收率范围为71.84%~113.36%，相对标准偏差（RSD）为1.60%~13.65%（n=5）。
　　采用所建立的养殖海水中17种喹诺酮类抗生素的检测方法，分别对黄海灵山湾工厂化养殖工厂的排水口、进水口和养殖池内的海水，以及黄海桑沟湾网箱养殖区域内的海水以及对应的生物样品（河豚、牙鲆和黑鱼）中的喹诺酮类抗生素的残留进行检测。结果表明：喹诺酮类抗生素在这两个典型养殖区的采样点都有检出，但其含量水平差异较大。以灵山湾为代表的工厂化养殖区比以桑沟湾为代表的网箱养殖区内的养殖海水中的喹诺酮类抗生素浓度相对较高，两个区域的浓度范围分别是ND~6880ng/L和ND~32.48 ng/L。工厂化养殖区海水中喹诺酮类抗生素污染较严重。桑沟湾海域不同养殖品种区域内采集到的海水和相应的鱼体内的喹诺酮类抗生素的含量水平也有所差异。牙鲆养殖区海水中抗生素的浓度最高，达到32.48 ng/L。桑沟湾养殖区内的喹诺酮类抗生素浓度范围在ND~32.48 ng/L之间，非养殖区内的浓度范围在ND~17.47 ng/L之间，可推测水产养殖过程中抗生素的使用是桑沟湾海域抗生素残留的重要来源之一。
　　在对养殖环境中抗生素污染调查的基础上，为了加快消除环境中的抗生素，在实验室条件下，利用纳米材料催化光降解和微生物降解两种方式，初步研究了海水中微量恩诺沙星的消除技术。结果表明：海水中恩诺沙星初始浓度为100 ng/mL，纳米二氧化钛的用量为2g/L时，紫外光照催化条件下，100 min后水中恩诺沙星的降解率最高可达到88.11%。将渔业养殖过程中几种常用的有益菌（酵母菌、乳酸菌、纳豆菌和地衣芽孢杆菌等）加入到含微量恩诺沙星的海水中，避光条件下25℃恒温培养7d后，恩诺沙星的浓度有所变化但是差异不显著，降解率的范围在9.44%~23.24%之间。利用纳米材料催化光降解海水中的恩诺沙星的效果快速有效，而微生物降解技术仍需要进一步深入研究。

目录

声明

0引 言

1 文献综述

1.1 抗生素的分类及使用

1.2 抗生素残留危害及其环境水平

1.3 水体中抗生素检测方法

1.4 环境中抗生素残留消除技术研究进展

1.5 研究内容及技术路线

2 海水中17种喹诺酮类抗生素检测方法的建立

2.1 材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 小结

3 海水中氯霉素类、磺胺类和四环素类等15种抗生素同时测定方法的建立

3.1 材料与方法

3.2 结果与讨论

3.3 小结

4 两种典型养殖区域中喹诺酮类抗生素残留水平分析

4.1 材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 小结

5 海水中恩诺沙星消除技术的初步研究

5.1 材料与方法

5.2 结果与讨论

5.3 小结

6 全文结论

参考文献

项目资助

致谢

硕士期间取得的研究成果