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1、黄河水中抗生素的存黄河水中抗生素的存在及其环境意义在及其环境意义主要内容主要内容v 研究研究背景背景v 研究方案研究方案v 样品的采集与分析样品的采集与分析 v 黄河水中抗生素的种类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布 v 富集方法研究富集方法研究v 总结总结研研 究究 背背 景景v 研究背景研究背景v 研究方案研究方案v 样品的采集与分析样品的采集与分析 v 黄河水中抗生素的种类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布 v 富集方法研究富集方法研究v 总结总结vPPCPs 研究的发展研究的发展研研 究究 背背 景景 20世纪60年代：卡尔松的寂静的春天，最早唤起世人对环境中农药带来的生态
2、与人体健康负面影响的正视；20世纪80年代：美、欧等公布优控污染物“黑名单”；20世纪90年代：环境中的持久性有机污染物（POPs）被广泛关注并于2001年通过了127个国家联合签署的旨在全面禁止和限制POPs的“斯德哥尔摩公约”。20世纪90年代后期：开始关注PPCPs的使用及其对环境生态的影响v PPCPs的特点研研 究究 背背 景景PPCPs均是以获得显著生物效应为目标而研发并使用的，因此在某些方面，其环境危害对生物的影响较之其它类别有机污染物可能更为显著；PPCPs的亲脂性、亲水性(可穿透细胞膜)以及一定的稳定性(避免在发生治疗效应之前失活)等特点，使得多数药物更易产生生物累积，并对水
3、生或陆生生态系统产生负面效应；PPCPs多数具有分子量大、结构复杂以及在环境中含量很低(ppt-ppb级)的特点，因此样品前处理显得更加困难，对分析测试的要求更高。研研 究究 背背 景景v抗生素使用存在的问题及其危害抗生素使用存在的问题及其危害 人用抗生素的滥用（危害健康，甚至死亡）中国每年约有250万人因药物不良反应致病住院，有20万人死于药品不良反应，其中又有40（8万人）死于抗生素滥用。在我国，约一半左右的耳聋患者因滥用氨基糖苷类抗生素所致。在近日召开的国际儿科药理会议上传出消息：中国儿童抗生素滥用最厉害。家禽饲养和水产养殖中的抗生素滥用（可通过食物链传递）在我国农村以及沿海养殖地区，由
4、于广大农民和水产养殖户对农作物和水产病虫害防治知识的不足，普遍存在着滥用农用抗生素的现象。突出的问题是施用抗生素种类多、剂量大。畜禽及鱼类等养殖业，滥用抗生素的问题则更严重。抗生素造成细菌的耐药性 无限制的滥用造成耐药性增长过快，据国内药监机构公布，国内喹诺酮类抗生素已半数失效。研研 究究 方方 案案v 背景背景v 研究方案研究方案v 样品的采集与分析样品的采集与分析 v 黄河水中抗生素的种类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布 v 富集方法研究富集方法研究v 总结总结抗生素抗生素研研 究究 方方 案案1.浓度水平浓度水平2.来源分析来源分析3.影响因素影响因素样品的采集与分析样品的采集与
5、分析v 背景背景v 研究方案研究方案v 样品的采集与分析样品的采集与分析 v 黄河水中抗生素的种类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布 v 富集方法研究富集方法研究v 总结总结v 采样位置采样位置 样品的采集与分析样品的采集与分析样品的采集与分析样品的采集与分析v 采样位置采样位置 v采样时间采样时间 2006年年5月月样品的采集与分析样品的采集与分析v 实验步骤实验步骤水样静置至室温水样静置至室温1L广口瓶广口瓶0.45 m滤膜 100L，1 g/mL 13C3-咖啡因 洗脱液洗脱液甲醇淋洗3次 甲醇甲醇-水（水（60:40）定溶至定溶至1mL在36下用N2吹扫至近干 固相萃取柱富集固相
6、萃取柱富集LC-MS-MS检测检测静置3 min 0.45um滤膜样品的采集与分析样品的采集与分析试剂 7种抗生素标样（氧氟沙星、诺氟沙星、罗红霉素、红霉素、磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑，含量99，sigma公司）；13C3-咖啡因溶液（1mg/mL，Cambridge Isotope Labs,USA）仪器 Agilent-1100 高效液相色谱仪，MS/MS 串联质谱仪（API4000，美国Applied Biosystems公司）样品的采集与分析样品的采集与分析v液相色谱与质谱条件 色谱条件 色谱柱:ODS-P(4.6 mm250 mm，DIKMA)；进样量:20 L；流动相:乙腈
7、（A）和0.2%甲酸溶液（B）；流速:0.4 mLmin-1；梯度淋洗程序:40%A（0-8 min），然后在2 min内将A相 线性增加至60%并保持15 min，随后在5 min内降低A相至 40%并保持5 min。样品的采集与分析样品的采集与分析v液相色谱与质谱条件 质谱条件离子源:ESI 源(Turbo Ionspray)；离子源I(GS1)和II(GS2)的气体流量:20和40 mLmin-1；气体:N2；离子源的碰撞气流量:6mLmin-1；辅助加热器温度:450；电离电压:5500 V；检测方式:多反应选择监测(MRM)离子模式。v 背景背景v 研究方案研究方案v 样品的采集与分
8、析样品的采集与分析 v 黄河水中抗生素的种类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布 v 富集方法研究富集方法研究v 总结总结黄河水中抗生素的存在及其环境意义黄河水中抗生素的存在及其环境意义v黄河水中抗生素的种类黄河水中抗生素的种类 抗生素：抗生素：氧氟沙星、诺氟沙星、罗红霉素、红霉素、磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑。主要存在有：氟喹诺酮类药物：氟喹诺酮类药物：氧氟沙星、诺氟沙星；氧氟沙星、诺氟沙星；大环内酯类药物：大环内酯类药物：罗红霉素、红霉素；罗红霉素、红霉素；磺胺类药物：磺胺甲噁唑磺胺类药物：磺胺甲噁唑 黄河水中抗生素的存在及其环境意义v各抗生素的含量分布各抗生素的含量分布(ng/
9、L)样品编号及采样点磺胺类氟喹诺酮类大环内酯类磺胺甲恶唑氧氟沙星诺氟沙星红霉素（脱水）罗红霉素1 风陵渡大桥 -4-2 三门峡水库-13-3 小浪底水库 -8274102954 孟津大桥 -3746-165 洛阳石化总厂 -5612856536 杨沟村 3264164-7 首阳山电厂(孟津东良村)-56-8 高崖寨 -111152-189 龙门公路大桥-79-10 伊洛河汇合口53-66-11 首阳山电厂-114327776612 河南化工厂-120236-13 伊洛河神北村 -3664黄河水中抗生素的存在及其环境意义v各抗生素的含量分布各抗生素的含量分布(ng/L)14 黄河1-481062
10、36615 黄河223122127248916 黄河3-120150392417 汜水68129-6218 汜水黄河56123172-19 东平滩-769120 沁河-563821 沁河黄河17-103122 花园口-128147-23 开封大桥-115168-24 濮阳东明公路大桥-209242-25 金堤河(贾海桥)11-284226 金堤河黄河-116300-平均值3811.7169.343.653.9黄河水中抗生素的种类与含量分布v黄河与珠江广州河段黄河与珠江广州河段(洪季洪季)中抗生素的平均含量的对比中抗生素的平均含量的对比v黄河与珠江广州河段黄河与珠江广州河段(枯季枯季)中抗生素的
11、平均含量的对比中抗生素的平均含量的对比黄河水中抗生素的种类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布v与易北河水中抗生素含量相比较(ng/L)河流氧氟沙星诺氟沙星红霉素罗红霉素磺胺甲噁唑黄河37-264 46-324 4-102 16-95 3-68 易北河-30-7030-40-v氟喹诺酮类药物的含量分布氟喹诺酮类药物的含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布v大环内酯类药物的含量分布大环内酯类药物的含量分布v磺胺类药物含量分布磺胺类药物含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布v 背景背景v 研究方案研究方案v 样品的采集与分析样品的采集与分析 v 黄河水中抗生素的种
12、类与含量分布黄河水中抗生素的种类与含量分布 v 富集方法研究富集方法研究v 总结总结富集方法研究富集方法研究 在进行本实验的同时，采用HLB柱对养猪场的废水中的抗生素进行富集。在采用HPLC-MS对样品进行检测时，却检测不出信号。原因：养猪场废水的基体十分复杂 养猪场废水中含有大量的有机酸和腐殖质，这些基体把HLB柱的填充物饱和了，故抗生素没法在HBL柱上富集。总结总结v 人类使用的抗生素又从水循环中回到我们的生活中，从对母亲河抗生素的人类使用的抗生素又从水循环中回到我们的生活中，从对母亲河抗生素的含量来看，河水中抗生素的含量有增长的趋势，并且受影响的流域越来越广。含量来看，河水中抗生素的含量
13、有增长的趋势，并且受影响的流域越来越广。同时在与珠江广州河段同时在与珠江广州河段(枯季枯季)的比较可知，抗生素在全国不同河流的含量都的比较可知，抗生素在全国不同河流的含量都很高，但对比欧洲易北河相同抗生素的含量，可知抗生素在我国的污染已经很高，但对比欧洲易北河相同抗生素的含量，可知抗生素在我国的污染已经非常严重，应当引起重视。非常严重，应当引起重视。v同时，由于珠江和黄河水系的不同，珠江的水系比较发达，而且处于亚热同时，由于珠江和黄河水系的不同，珠江的水系比较发达，而且处于亚热带，洪季降雨较多，所以珠江广州河段在洪季时的含量比黄河的含量要低很带，洪季降雨较多，所以珠江广州河段在洪季时的含量比黄
14、河的含量要低很多。多。v同时，难以估算抗生素含量的增长对黄河的影响，因为有关抗生素对生态同时，难以估算抗生素含量的增长对黄河的影响，因为有关抗生素对生态影响的信息很少，而且难以对居民卫生用药和农业用药进行具体的调查和检影响的信息很少，而且难以对居民卫生用药和农业用药进行具体的调查和检测。测。v因此，对抗生素的生态研究将是一个很迫切的任务。国家应制定一系列关因此，对抗生素的生态研究将是一个很迫切的任务。国家应制定一系列关于抗生素使用的标准和抗生素对环境的影响进行评估。于抗生素使用的标准和抗生素对环境的影响进行评估。创新之处创新之处v 探测了黄河流域在探测了黄河流域在5月份的抗生素的含量水平月份的抗生素的含量水平v 分析了黄河流域抗生素的来源及含量变化的原因和影响因素分析了黄河流域抗生素的来源及含量变化的原因和影响因素v 对不同水样的富集方法进行了对比分析探索对不同水样的富集方法进行了对比分析探索v 对我国与欧洲河流抗生素含量作了比较对我国与欧洲河流抗生素含量作了比较中山大学化学与化学工程学院分析化学研究所中山大学化学与化学工程学院分析化学研究所