抗生素污染時空特征及生態風險評估丨遼寧省大連生態環境監測中心付曉燕老師等為新污染物治理貢獻“金點子”

作者：付曉燕，李振國，李志遠，劉蓮蓮，楊碩，孫震，彭曉，夏瑩

通訊單位：遼寧省大連生態環境監測中心

合作單位：上海愛博才思分析儀器貿易有限公司

研究成果簡介

抗生素作為新污染物“藥物及個人護理品（PPCPs）”中一類典型物質，因其在環境中易殘留、較長半衰期和潛在生態危害大引起社會廣泛關注，環境介質中抗生素污染正逐漸威脅人類及動物的生命安全。因此，生態環境部將抗生素作為重點管控的新污染物，列入《新污染物治理行動方案》中。但相關環境管理工作面臨底數不清、情況不明、分析效率低、難以溯源、缺乏末端治理技術等問題，這些堵點嚴重影響了抗生素污染治理。

抗生素在環境水體中的濃度一般為痕量水平（ng/L），因此，快速準確測定環境水體中抗生素成為相關領域研究的關鍵。現有的主流抗生素分析方法需要對水樣進行高倍數的富集濃縮才能進行檢測，富集過程復雜，成本較高，因此急需建立一種快速簡單、靈敏度高、準確性好的抗生素檢測方法，來提升抗生素的篩查檢測能力。

遼寧省大連生態環境監測中心付曉燕老師等利用SCIEX QTRAP^? 6500+液質聯用系統結合高流速且大體積進樣的方式，開發建立了一針進樣正負離子同時檢測地表水中22種6大類的抗生素的檢測方法，相關成果以“直接進樣/液相色譜-串聯質譜法同時檢測地表水中22種典型抗生素”為題，發表于環境領域期刊“環境保護與循環經濟”。

本方法的優點是水樣經 PTFE 微孔濾膜過濾后直接進樣，通過大體積進樣，提高目標物的檢測靈敏度，樣品無需經過復雜的前處理過程，減少了目標物在固相萃取中的損失，使 22 種目標物的回收率均大于 80％，方法的檢出限低至 0.5～2.0 ng/L。將該方法應用于遼河流域 60 余個地表水樣品抗生素污染篩查，結果表明，該方法靈敏度高，重現性好，操作便捷，滿足水質痕量 22 種常見抗生素污染的快速檢測及篩查要求。該方法的建立可為深入了解我國流域水環境中抗生素的賦存水平提供快速可靠的研究方法，為遼河流域生態風險評價提供科學依據。

另外，利用此大體積直接進樣技術，針對22種典型抗生素，付老師等對遼寧省生態清潔小流域抗生素的賦存濃度、分布特征進行了調查。采用風險商值法對小流域的抗生素生態風險進行評價。相關成果以“遼寧省生態清潔小流域抗生素監測及生態風險評估”為題，發表于環境領域期刊“環境監控與預警”。

作者：付曉燕，李翔宇，楊萌，王迎春，李振國，劉蓮蓮，張旭鴻，李志遠

通訊單位：遼寧省大連生態環境監測中心

合作單位：大連市生態環境事務服務中心，上海愛博才思分析儀器貿易有限公司

研究成果簡介

根據遼寧省生態清潔小流域種類、規模、地表水分布情況，共選取6個典型生態清潔小流域作為代表區域，分別為撫順市項目區LY01、鐵嶺市項目區LY02、鞍山市項目區LY03、阜新市項目區LY04、朝陽市項目區LY05和盤錦市項目區LY06，共計14個監測點位，涉及湖庫和河流的上中下游。

6個小流域設置的14個點位中共檢出抗生素8種，分別是SMX、ROX、ERY-H2O、TIC、NOR、TMP、FFC和OFX。由圖2可見，抗生素總濃度最高的小流域是LY06項目區，其次是LY02項目區，其他4個小流域抗生素總質量濃度水平相當，最低的是LY04項目區。生態清潔小流域水體中抗生素的質量濃度與檢出率見表2。抗生素的質量濃度檢出范圍為ND ～ 198 ng/L，平均值為0 ～ 22 ng/L，檢出率范圍為0% ～ 100%。檢測出的抗生素中，羅紅霉素(ＲOX)的質量濃度最高，檢出率最高的是磺胺甲噁唑(SMX)。

結合現場調查及抗生素組成進行溯源分析，污染來源主要為小流域附近小型規模化養殖場廢水、農村散養區糞污及生活污水未采取處理措施排放導致。又由于養殖種類不同造成抗生素種類有所不同，畜禽養殖廢水和生活污水可以引入更多種類的抗生素進入水體。生態清潔小流域水體中暴露出的抗生素生態風險不容忽視，亟待進一步探究環境風險，摸清抗生素來源并采取有效的防治措施。

此外，該大體積直接進樣/液相色譜-質譜法，也用在評價大連地區畜禽養殖區周邊水體抗生素的污染狀況和生態風險中，分析畜禽養殖區周邊水體中6類22種抗生素的賦存濃度、時空分布特征，并利用風險熵值法進行生態風險評估。相關成果以“大連市畜禽養殖周邊水體抗生素污染特征及生態風險評估”為題，發表于環境領域期刊“環境工程”。

作者：付曉燕，李振國，李翔宇，楊萌，劉蓮蓮，夏瑩，孫震，李志遠

通訊單位：遼寧省大連生態環境監測中心

合作單位：大連市生態環境事務服務中心，上海愛博才思分析儀器貿易有限公司

研究成果簡介

根據大連地區畜禽養殖種類、規模、地表水（河流和水塘）及地下水分布情況，共選取8處規模化畜禽養殖區作為代表區域，養殖類型包括禽類養殖、生豬養殖和肉牛養殖3種，在涉農區市縣呈均勻分布，共布設13個地下水監測點位（X1-X13），7個水塘水監測點位（T1-T7）；考慮畜禽養殖區可能會對周邊河流造成影響，選取大連地區6條主要河流，布設16個河流監測點位（H1-H16），設置在入海口以及部分水質相對較差的河流上、中、下游。枯水期、豐水期各采樣1次。

畜禽養殖業周邊地表水及地下水中抗生素廣泛存在，19種抗生素有不同程度的檢出。抗生素濃度枯水期明顯高于豐水期，3種類型采樣點中抗生素的總量及種類順序均為地表水＞水塘水＞地下水。抗生素檢測種類枯水期多于豐水期。抗生素總濃度最高點位于H2點位，∑19抗生素濃度為949 ng/L；其次為H6點位，∑19抗生素濃度為670 ng/L。就抗生素檢出率而言，SMX檢出率最高，超過90%的調查點位中均有檢出。在6條河流中分別選取入渤海（H1-H4點位）和入黃海（H5-H8點位）各1條代表性河流進行時空分布特征及溯源分析，入渤海河流中抗生素污染的優勢組分依次為ROX＞FFC＞SMX。入黃海河流中抗生素污染的優勢組分依次為FFC＞SMX＞ROX。

從抗生素污染分布上說，下游污染程度要高于上游，污水處理廠廢水導致抗生素濃度顯著增高。人口及畜禽養殖密集區域河道污染程度要高于郊區、非養殖區。入海口抗生素高污染程度表明了人類活動對抗生素污染的重要影響。抗生素含量特征和主成因分析表明各條河流的磺胺類抗生素均來源畜禽養殖業、市政管網排放、雨水徑流等排放也是抗生素污染的來源。本研究利用風險熵值(RQs)法分析了畜禽養殖業周邊水體的生態風險，總體上畜禽養殖業周邊地表水抗生素污染處于中風險、個別點位處于高風險，地下水處于較低風險。畜禽養殖區附近水體中暴露出的抗生素生態風險不容忽視，亟待進一步探究環境風險，探究來源并采取相應措施。

第一作者簡介

付曉燕，遼寧省大連生態環境監測中心，正高級工程師，主要研究方向為水環境抗生素檢測分析技術研究，主持并參與《水質 丁基黃原酸的測定 液相色譜-三重四極桿串聯質譜法》HJ/T1002-2018等國家標準4項；主持《水質 磺胺類抗生素的測定 固相萃取/高效液相色譜-三重四極桿串聯質譜》DB21/T3286—2020等地方標準3項；主持2020年遼寧省科技廳基金項目《畜禽養殖周邊地表水和地下水抗生素污染調查及防治對策研究》；主持遼寧省生態環境廳課題《遼河流域重點河流斷面抗生素污染調查及溯源分析》；作為項目帶頭人被中國環境監測總站公眾號宣傳抗生素監測治理經驗，主持科研課題獲得2023年度環境技術進步獎二等獎1項、遼寧省水利科學技術獎一等獎2項、大連市科技進步三等獎1項。發表中文核心等科技論文20余篇。

SCIEX QTRAP^? 6500+