李 婧，崔詩(shī)瑤，曹海艷，范力博，蘇玉紅

（新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

蔬菜對(duì)水中磺胺甲惡唑的吸收與累積作用

李 婧，崔詩(shī)瑤，曹海艷，范力博，蘇玉紅

（新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

為了進(jìn)一步闡明環(huán)境中抗菌藥物在土壤—蔬菜系統(tǒng)中的遷移過(guò)程與規(guī)律，以磺胺甲惡唑（SMX）為目標(biāo)抗菌藥物，采用水培蔬菜方式，測(cè)定根際暴露24 h內(nèi)上海青、木耳菜和快菜體內(nèi)SMX含量的變化，對(duì)比根際暴露24 h后SMX在植物體不同部位中的濃度分布，計(jì)算SMX在蔬菜葉中的累積速率，研究SMX的遷移規(guī)律。結(jié)果表明，根際分泌物不會(huì)影響上海青和快菜根際吸收SMX，但會(huì)影響SMX從根部向葉中傳輸；根際分泌物不僅會(huì)促進(jìn)木耳菜根際吸收SMX，同時(shí)也會(huì)影響木耳菜根部吸收的SMX向葉中遷移；根際暴露1 h內(nèi)即可在葉中檢出29.6～383.2 μg/kg的SMX；3種蔬菜葉中SMX的累積速率普遍隨暴露時(shí)間增加而降低，且不同蔬菜的累積速率有所差異。植物根際SMX濃度及植物根際分泌物可能影響SMX向植物中的遷移。

磺胺甲惡唑；吸收；累積；蔬菜；高效液相色譜法

磺胺甲惡唑（SMX）是磺胺類廣譜抗菌劑中的一種，可與甲氧芐氨嘧啶（TRM）以5∶1的質(zhì)量比聯(lián)合應(yīng)用于敏感菌引起的人畜呼吸道、泌尿道感染。人畜服用的SMX大多不能被機(jī)體完全吸收，通常以原藥或代謝產(chǎn)物的形式隨糞尿排出體外，而這些糞尿又作為有機(jī)肥廣泛施用于作物土壤中。有研究表明，環(huán)境介質(zhì)中SMX的降解受光照、水解及微生物的影響［1-5］，而SMX在土壤中的降解規(guī)律符合二級(jí)指數(shù)模型，且Cu能夠抑制SMX的全量降解［6］。環(huán)境介質(zhì)中的SMX雖然能夠被降解，但由于污染源的持續(xù)排放，其仍以痕量水平存在于環(huán)境介質(zhì)中，長(zhǎng)期暴露在該濃度下的動(dòng)物、植物、微生物仍會(huì)受到影響［7-8］。此外，研究者在肉類及蔬菜中也檢出了多種抗菌藥物［9-12］，雖然這些食品中的抗菌藥物殘留量低于日允許攝入量，但長(zhǎng)期食用導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)也不能忽略。有研究表明，食源性抗菌藥物的暴露與兒童肥胖的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)之間呈正向相關(guān)［13］。

土壤中的抗菌藥物能被不同作物吸收并在體內(nèi)不同部位累積［14-16］，所檢測(cè)到的含量為各種抗菌藥物在植物體內(nèi)的累積總量，難以用于判斷抗菌藥物在植物體內(nèi)的吸收、傳輸效率和累積速率，不利于全面認(rèn)識(shí)和理解抗菌藥物在土壤—植物系統(tǒng)內(nèi)的遷移和轉(zhuǎn)換規(guī)律。因此，該研究利用酸性水溶液提取—SPE富集濃縮（自制MIP-SPE小柱）—高效液相色譜法測(cè)定方法，擬探討根際暴露時(shí)間不同時(shí)，SMX在上海青、木耳菜和快菜3種水培蔬菜葉中的含量及其累積速率，考查24 h處理后3種蔬菜各部位中SMX的濃度分布，并初步探索根際分泌物對(duì)植物吸收與傳輸SMX的影響。研究結(jié)果可為進(jìn)一步闡明抗菌藥物在土壤—植物系統(tǒng)中的遷移規(guī)律，建立蔬菜中抗菌藥物的遷移模型，開展蔬菜中抗菌藥物通過(guò)食物鏈帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器 磺胺甲惡唑（SMX，北京百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司，98%），甲醇（天津市百世化工有限公司，分析純），冰乙酸（天津市百世化工有限公司，分析純），鹽酸（天津市百世化工有限公司，分析純），乙腈（北京百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司，色譜純），磷酸（天津市百世化工有限公司，分析純）。超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)（JY92-ⅡN，寧波新芝生物科技股份有限公司），離心機(jī)（TBL80-2B，上海安亭科學(xué)儀器廠），高效液相色譜儀配備紫外—可見檢測(cè)器（P230Ⅱ，大連依利特股份有限公司），SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵 （鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司），PHS-3C精密pH計(jì) （上海雷磁廠），F(xiàn)DY2002-SUV超純水儀（富勒姆科技有限公司）。

1.2 HPLC分析條件 SpursilC18色譜柱（4.6mm× 250 mm）；檢測(cè)波長(zhǎng)270 nm；進(jìn)樣量10 μL；流動(dòng)相為乙腈∶0.01 mol/L磷酸水溶液（20∶80，V/V）。

1.3 抗菌藥物根際暴露試驗(yàn)及樣品采集與前處理分別用蒸餾水和根際液配制含不同濃度SMX的4組營(yíng)養(yǎng)液，其中C1、C2營(yíng)養(yǎng)液用蒸餾水配制，C3、C4營(yíng)養(yǎng)液用根際液配制，營(yíng)養(yǎng)液中SMX濃度為C2＞C1、C4＞C3。上海青每組設(shè)4個(gè)平行，木耳菜和快菜每組設(shè)3個(gè)平行，每瓶溶液體積均為60 mL。隨后每瓶加入預(yù)選優(yōu)選出的植物1株。在不同的設(shè)定時(shí)刻（T＝1、3、8、24 h）分別取3種蔬菜的不同部位，洗凈拭干后稱量鮮重，用pH值=3的蒸餾水研磨—超聲提取，提取液離心后取上層清液，用自制的前處理裝置富集后（MIP特異吸附），以甲醇∶乙酸=9∶1（V/V）的混合液洗脫，將洗脫液用N2吹至近干，用甲醇定容至0.1 mL后，用HPLC分離測(cè)定洗脫液中目標(biāo)抗菌藥物的含量 （方法加標(biāo)回收率為65.98%～102.3%，RSD=15.57%，n=6，加標(biāo)濃度10～1 000 μg/kg）。

2 結(jié)果與分析

2.1 SMX在植物體內(nèi)的濃度分布 分別以水培蔬菜上海青、木耳菜和快菜作為試驗(yàn)對(duì)象，在含有SMX的營(yíng)養(yǎng)液中根際暴露處理24 h后，測(cè)定3種蔬菜不同部位的SMX濃度。由表1可知，根際暴露處理24 h后，利用C2和C3營(yíng)養(yǎng)液培植的木耳菜體內(nèi)SMX總含量高于用同種營(yíng)養(yǎng)液培植的上海青和快菜。

表1 24 h處理后SMX在3種蔬菜不同部位中的濃度分布 μg/kg，μg

上海青在由蒸餾水和根際液配制的含高濃度SMX的營(yíng)養(yǎng)液（C2、C4）中根際暴露處理24 h后，其根、莖、葉中的SMX濃度分布分別存在顯著性差異（0.01＜P＜0.05）和極顯著性差異（0.001＜P＜0.01），而在由蒸餾水和根際液配制的含低濃度SMX的營(yíng)養(yǎng)液（C1、C3）中根際暴露處理24 h后，上海青體內(nèi)不同部位的SMX濃度分布無(wú)顯著性差異 （P＞0.05）。用根際液配制的含高濃度SMX的營(yíng)養(yǎng)液（C4）處理的上海青根中SMX濃度與用蒸餾水配制的含高濃度SMX的營(yíng)養(yǎng)液（C2）處理的上海青根中SMX濃度差異不明顯，但用前者處理的上海青葉中SMX濃度明顯高于用后者處理的上海青葉中SMX濃度，提示根際分泌物不會(huì)影響上海青根際吸收SMX，但會(huì)影響SMX從根部向葉中傳輸。

木耳菜在用蒸餾水配制的含低濃度SMX的營(yíng)養(yǎng)液（C1）中根際暴露24 h后，其根、莖、葉中SMX的濃度分布存在顯著性差異（0.01＜P＜0.05），但在其他營(yíng)養(yǎng)液中根際暴露24 h后，不同部位的SMX濃度分布無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。木耳菜在用蒸餾水和根際液配制的含SMX的營(yíng)養(yǎng)液中根際暴露處理24 h后，后者處理（C3、C4）的木耳菜不同部位SMX含量及體內(nèi)SMX總含量均明顯高于前者（C1、C2），提示根際分泌物不僅會(huì)促進(jìn)木耳菜根際吸收SMX，同時(shí)也會(huì)影響木耳菜根部吸收的SMX向葉中遷移。

快菜體內(nèi)不同部位SMX的濃度分布無(wú)顯著差異 （P＞0.05）?？觳嗽谟谜麴s水和根際液配制的含SMX的營(yíng)養(yǎng)液中根際暴露處理24 h后，后者處理（C3、C4）的快菜不同部位SMX含量及體內(nèi)SMX總含量均明顯高于前者（C1、C2），提示根際分泌物不僅會(huì)促進(jìn)快菜根際吸收SMX，同時(shí)也會(huì)影響快菜根部吸收的SMX向葉中遷移。

2.2 SMX在植物葉中的濃度和累積速率 在不同的根際暴露時(shí)間點(diǎn)分別測(cè)定了3種水培蔬菜葉中的SMX濃度，并計(jì)算其累積速率，結(jié)果見表2～表4。由表2～表4可知，在限定的處理時(shí)間內(nèi)，SMX能快速被蔬菜吸收并傳輸?shù)饺~中，處理后1 h即可在3種蔬菜葉中檢出29.6～383.2 μg/kg的SMX，且3種蔬菜葉中SMX的累積速率普遍隨著處理時(shí)間增加而降低。此外，不同蔬菜的累積速率有所差異，快菜的SMX累積速率較上海青和木耳菜低。用含不同SMX濃度的營(yíng)養(yǎng)液對(duì)蔬菜進(jìn)行根際暴露處理24 h內(nèi)，3種蔬菜葉中SMX濃度基本不受根際液中SMX含量的影響。

表2 不同處理時(shí)間SMX在上海青葉中的濃度及累積速率 μg/kg，μg/（kg·h）

表3 不同處理時(shí)間SMX在木耳菜葉中的濃度及累積速率 μg/kg，μg/（kg·h）

表4 不同處理時(shí)間SMX在快菜葉中的濃度及累積速率 μg/kg，μg/（kg·h）

3 結(jié)論

在水溶液中，SMX能夠迅速被蔬菜根部吸收并傳輸至地上部，處理1 h內(nèi)即能在上海青、木耳菜和快菜葉中檢出較高濃度的SMX；SMX的吸收與累積效率及植物品種有關(guān)；根際分泌物對(duì)3種植物吸收和累積SMX產(chǎn)生影響。

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The Absorption and Accumulation Ability of Vegetables on Sulfamethoxazole in Water Solution

LI Jing，CUI Shi-yao，CAO Hai-yan，F(xiàn)AN Li-bo，SU Yu-hong
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Xinjiang University，Urumqi830046，China）

The aim of the present study was to clarify the migration processes and rules of environmental antibiotics in the soilplant system.The sulfamethoxazole （SMX）was used as target antibiotic to characterize its content variation in soilless cultivated pakchoi,Malabar spinach and Chinese cabbage during a 24 h root exposure.The concentration distribution of SMX in different parts of the selected vegetables after 24 h root exposure was statistically assessed and the accumulation rate of SMX in the leave of the vegetables was calculated to evaluate the migration rules of SMX.The results revealed that root exudates showed no effect on absorption of SMX in root of pakchoi and Chinese cabbage,but they showed effect on SMX transmission from root to leave;root exudates not only promoted the absorption of SMX in root of Malabar spinach,but also showed effect on transmission of SMX absorbed from root to leave;29.6-383.2 μg/kg of SMX could be determined in the leave of the selected vegetables after 1 h root exposure;the accumulation rate of SMX in the leave of the vegetables was generally reduced with the extension of root exposure time,and it varied in different varieties of vegetables.The combined data suggests that the concentration of SMX in root and root exudates may have influence on the migration of SMX to the plants.

sulfamethoxazole；absorption；accumulation；vegetables；high performance liquid chromatography

TQ455.19；X56

A文章順序編號(hào)：1672-5190（2016）09-0012-03

2016－08－15

項(xiàng)目來(lái)源：國(guó)家自然科學(xué)基金（41361072）。

李婧（1992—），女，碩士研究生，主要從事環(huán)境污染及其風(fēng)險(xiǎn)研究工作。

蘇玉紅（1973—），女，教授，博士，主要從事環(huán)境污染及其風(fēng)險(xiǎn)研究工作。

（責(zé)任編輯：趙俊利）