吳益陽(yáng)，陳弘麗

（廣東省中山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣東 中山 528400）

磺胺類(lèi)抗生素（SAs）是一類(lèi)效率高、抗菌譜廣、成本相對(duì)較低的大規(guī)模合成抗生素，被廣泛應(yīng)用于化工制藥、臨床醫(yī)療、日常生活、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和畜牧業(yè)，以達(dá)到預(yù)防和治療各種細(xì)菌感染人畜的目的。但是，大多數(shù)人畜用抗生素在腸道內(nèi)并未被完全吸收，未被吸收的部分以原型和代謝物的形式排出，通過(guò)徑流、堆肥滲濾液等途徑傳播到環(huán)境中[1]。其中水環(huán)境中SAs廣泛存在，呈一定的濃度水平，現(xiàn)有的水質(zhì)處理工藝并不能有效地去除SAs，SAs 及其代謝產(chǎn)物極易隨著飲用水、食物鏈或食物網(wǎng)等多種途徑富集于人體內(nèi)，雖然濃度水平較低，并不能表現(xiàn)出直接損害，但是長(zhǎng)期攝入仍然會(huì)降低人體的免疫能力，引起過(guò)敏反應(yīng)等[2]，且該類(lèi)污染物能夠誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生抗性基因，使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性[3-4]，對(duì)人類(lèi)健康安全和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響，因此摸清水體中SAs 污染狀況刻不容緩。

中山市的母親河——石岐河是珠江三角洲典型的城市內(nèi)河，作為中山市主要納污河流，其水體污染程度與中山市乃至整個(gè)粵港澳大灣區(qū)民眾的生活息息相關(guān)。據(jù)于此，城市內(nèi)河石岐河被選擇為研究對(duì)象，磺胺類(lèi)抗生素作為分析目標(biāo)物。科學(xué)布點(diǎn)，運(yùn)用高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法探究了石岐河水中磺胺類(lèi)抗生素的污染特征，為中山市內(nèi)河水環(huán)境中抗生素的毒性風(fēng)險(xiǎn)管理和生態(tài)環(huán)境安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 點(diǎn)位布設(shè)與樣品采集

根據(jù)河流水文條件、地質(zhì)地貌、沿岸水體功能等重要因素在石岐河整條流域上科學(xué)地布設(shè)20 個(gè)監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)位，見(jiàn)圖1。

圖1 內(nèi)河水體采樣斷面示意圖（圖中數(shù)字為采樣點(diǎn)位編號(hào)）

采樣時(shí)間選擇河流的枯水期，具體時(shí)間為2021 年1 月，共20 個(gè)監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)位，樣品的采集過(guò)程嚴(yán)格按照HJ/91 的規(guī)定進(jìn)行，每個(gè)采樣點(diǎn)用5 L 棕色采樣瓶采滿水樣，樣品滿瓶采集后封口，4 ℃下避光冷藏運(yùn)輸和保存，于一周內(nèi)完成預(yù)處理和測(cè)定。

1.2 抗生素分析方法

1.2.1 試劑

目標(biāo)試劑為17 種磺胺類(lèi)抗生素：磺胺嘧啶、磺胺間二甲氧嘧啶、磺胺間甲基嘧啶、磺胺二甲（基）嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲基異噁唑、磺胺噻唑、磺胺氯噠嗪、三甲氧芐胺嘧啶、磺胺甲氧噠嗪、磺胺吡啶、磺胺鄰二甲氧嘧啶、磺胺二甲異惡唑、苯酰磺胺、磺胺喹惡啉、磺胺醋酰、磺胺苯吡唑，標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)置Alta Scientific，純度≥98%。色譜純甲醇購(gòu)置Thermo Scientific。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別稱(chēng)取各標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg，用甲醇溶解并定容于5 mL 容量瓶中，配制單標(biāo)儲(chǔ)備液（2 mg/mL），置于-18 ℃冰箱中避光保存?zhèn)溆?。使用時(shí)，取適量各單標(biāo)儲(chǔ)備液，用V（水）∶V（甲醇）=95∶5 甲醇水溶液進(jìn)行稀釋?zhuān)渲瞥伤铦舛鹊幕旌蠘?biāo)液。

1.2.3 樣品前處理

樣品通過(guò)固相萃取進(jìn)行預(yù)處理。量取500 mL 水樣于1 L 燒杯中滴加氨水將水樣的pH 值調(diào)至12.0。緩慢加入250 mg 金屬螯合劑EDTA 二鈉并充分混勻。用15 mL 甲醇以5 mL/min 的流速淋洗HLB 柱以達(dá)到激活目的，淋洗液丟棄，隨后用10 mL 具有相應(yīng)pH 值的純水平衡，并保持固相萃取柱濕潤(rùn)。隨后以12 mL/min 的流速濃縮上述水樣，加入15 mL 純水洗脫兩次，最后氮吹20 min，除去其中的水分，以2 mL/min的流速用2.5 mL 甲醇洗脫。收集洗脫液，用Na2SO4除水。使用氮吹儀干燥洗脫液，水浴溫度設(shè)置為40 ℃，調(diào)整氮?dú)獯祾邭饬鳎挂何簧晕⒒蝿?dòng)。用0.22 μm 濾膜過(guò)濾濃縮至1 mL，待測(cè)試。

采用超高效液相色譜-三重四極質(zhì)譜法分析。流動(dòng)相A 為水相（0.1%甲酸），流動(dòng)相B 為乙腈（0.1%甲酸，針洗溶液與甲醇和水（體積比1∶1）混合。柱溫40 ℃，流速0.4 mL/min，進(jìn)樣量10 μL 質(zhì)譜采用MRM。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗生素的檢出率

在20 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中，7 種磺胺類(lèi)抗生素被檢出，分別是磺胺嘧啶、磺胺間甲基嘧啶、磺胺甲基異噁唑、磺胺氯噠嗪、磺胺二甲異惡唑、苯?；前?、磺胺喹惡啉，檢出率分別為75%、80%、100%、80%、100%、100%和100%。就空間檢出率而言，1#、2#、16#和17#的檢出率為30%；其次為11#和14#的檢出率為25%，其余14 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的檢出率均為35%。如圖2 所示。

圖2 內(nèi)河磺胺類(lèi)抗生素檢出率

2.2 抗生素的質(zhì)量濃度特征

在內(nèi)河水體中，磺胺類(lèi)抗生素質(zhì)量濃度范圍24.64～97.00 ng/L，其中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的磺胺甲基異噁唑和磺胺嘧啶質(zhì)量濃度存在明顯區(qū)域差異，磺胺甲基異噁唑最大值為69.96 ng/L，磺胺嘧啶質(zhì)量濃度存在異常最大值為10.48 ng/L，其余磺胺類(lèi)抗生素質(zhì)量濃度均在10.00 ng/L 以?xún)?nèi)，且各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位不存在明顯的區(qū)域差異。就各種磺胺類(lèi)抗生素質(zhì)量濃度平均值而言，呈現(xiàn)出磺胺甲基異噁唑（18.78 ng/L）＞磺胺氯噠嗪（7.16 ng/L）＞磺胺間甲基嘧啶（7.12ng/L）＞苯酰磺胺（6.52 ng/L）＞磺胺二甲異惡唑（3.26 ng/L）＞磺胺喹惡啉（1.19 ng/L）＞磺胺嘧啶（0.94 ng/L）的趨勢(shì)。如圖2和圖3 所示。

圖3 各采樣點(diǎn)磺胺類(lèi)抗生素的組成占比

2.3 抗生素的空間分布

就采樣點(diǎn)位空間分布而言，如圖3 所示，磺胺類(lèi)抗生素質(zhì)量濃度呈現(xiàn)了中部高兩端低的特點(diǎn)，在8#達(dá)到最高峰。這可能與河流中部附近存在水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)、工業(yè)園區(qū)、污水處理廠、居民聚居地、園林種植園、等工農(nóng)業(yè)污水排放點(diǎn)相關(guān)。

就采樣點(diǎn)位質(zhì)量濃度而言，8#的磺胺類(lèi)抗生素質(zhì)量濃度最高，達(dá)97.00 ng/L，磺胺甲基異噁唑是主要的抗生素，質(zhì)量濃度高達(dá)69.96 ng/L，占該采樣點(diǎn)位總質(zhì)量濃度的72%，且存在明顯區(qū)域差異；其次是12#和13#，磺胺類(lèi)抗生素質(zhì)量濃度分別為76.68 ng/L 和65.52 ng/L，磺胺甲基異噁唑同樣是主要組成成分，質(zhì)量濃度高達(dá)50.76 ng/L 和40.4 ng/L，占該采樣點(diǎn)位總質(zhì)量濃度的66%和62%?；前粪奏舛却嬖诿黠@區(qū)域差異，17#磺胺嘧啶質(zhì)量濃度存在異常，最大值為10.48 ng/L。是其他采樣點(diǎn)位質(zhì)量濃度均值的10 倍。8#落在居民聚居地，河兩邊還有一大型生豬交易市場(chǎng)和兩家醫(yī)院；12#與13#位于污水處理廠及大片工業(yè)園區(qū)附近；17#附近存在一個(gè)大型的蝦苗場(chǎng)。因此可以推斷出，內(nèi)河水環(huán)境中磺胺類(lèi)抗生素的主要污染源來(lái)自養(yǎng)殖業(yè)動(dòng)物排泄物廢水、工業(yè)廢水、醫(yī)療廢水或藥物廢水和污水處理不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的生活污水排放。

3 結(jié)論

1）中山市內(nèi)河水體中磺胺類(lèi)抗生素的檢出率及其空間分布存在較大差異，水體中磺胺類(lèi)抗生素以磺胺甲基異噁唑、磺胺間甲基嘧啶、磺胺氯噠嗪、苯酰磺胺為主，除磺胺甲基異噁唑檢出率為80%，其余檢出率均為100%。

2）中山市內(nèi)河水體中磺胺類(lèi)抗生素濃度呈現(xiàn)顯著的空間分布特征，整體呈現(xiàn)中間高兩邊低的趨勢(shì)?？股卦谠撍虼嬖陲@著富集性現(xiàn)象，且富集原因與醫(yī)療廢水、污水處理廠、工業(yè)廢水、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)等工農(nóng)業(yè)排水點(diǎn)有關(guān)。

3）現(xiàn)有的技術(shù)不足以有效控制磺胺類(lèi)抗生素造成的污染問(wèn)題，建議加強(qiáng)磺胺類(lèi)抗生素相關(guān)指標(biāo)的管控和標(biāo)準(zhǔn)研究，以用來(lái)支撐抗生素在環(huán)境管理方面的需求。同時(shí)加強(qiáng)地區(qū)監(jiān)管，從源頭上減少磺胺類(lèi)抗生素的使用和排放。