黄河济南段水体悬浮颗粒物中抗生素赋存特征

以黄河下游济南段为研究对象,采用微波消解提取-固相萃取结合高效液相色谱-质谱串联分析水体及其表层悬浮颗粒物(SPMs)中4类(磺胺类(FQs)、喹诺酮类(SAs)、大环内酯类(MLs)和四环素类(TCs))48种抗生素的赋存特征,并通过构建浊度vs.总悬浮固体量(TSS)和抗生素总浓度与浊度/TSS关系曲线预测水中溶解态(Cd)和SPMs结合态(CSPM)抗生素的分布.结果显示,黄河下游济南段可检出36种抗生素,其中MLs类抗生素检出率最高(97%~100%),FQs浓度水平最高(恩诺沙星达13.5µg/L),SAs的检出率和浓度(磺胺二甲异嘧啶达12.3µg/L)均较高,TCs普遍低于方法定量限;人为活动和畜禽养殖场是污染主要来源,水体浊度(11~724NTU)与TSS(3.2~914g/L)正相关,且二者与FQs和SAs在春季和冬季均表现出显著的线性关系.抗生素浓度与浊度/TSS线性关系计算结果显示,进入水体的FQs和SAs绝大部分会与SPMs结合(CSPM:3.2~27.2µg/g),Cd对其总量的贡献低于30%.各点位CSPM计算值和实测值拟合度较好,表明若根据抗生素总浓度进行校准,浊度/TSS可用于预测水体SPMs对FQs和SAs的负载能力.SPMs中抗生素在夏季空间分布均一,差异性较小(2.0~10.6µg/g);在冬季,下游(16.2~40.7µg/g)污染程度与上游(10.2~14.6µg/g)相比更严重;春季则表现为上游(38.2~49.5µg/g)显著高于下游(25.2~34.0µg/g).本研究结果表明黄河下游SPMs既是抗生素的重要“汇”,也是污染扩散至其他河流的“源”,值得进一步关注和研究.

江汉平原中部浅层地下水中氨氮的有机质来源探究

江汉平原地下水氨氮浓度普遍超标,但是氮污染来源尚不明晰,尤其是对潜在的有机来源氮的认识还很不充分。本研究对江汉平原中部浅层地下水和沉积物中的溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)荧光组分与氨氮关系进行了调查研究,并对沉积物的氮形态进行分析,探讨了沉积物中有机质向氨氮的潜在转化过程。研究表明研究区内浅层地下水中广泛分布溶解性有机碳与NH4+,并且两者浓度呈现正相关关系(R2=0.42,p<0.01),该区域地下水呈现强还原环境有利于DOC与NH4+的赋存。DOM荧光光谱谱图的平行因子分析(Parallel factor analysis,PARAFAC)结果表明:地下水与沉积物中DOM均含有类氨基酸与类富里酸组分。有机质组分荧光强度与氨氮浓度相关性结果表明:沉积物DOM中类富里酸和类氨基酸组分与氨氮均呈现强正相关性(R2=0.92~0.96,p<0.01);地下水中DOM类富里酸组分与氨氮呈现较强的正相关性(R2=0.62~0.66,p<0.01),而类氨基酸组分与氨氮的正相关性不明显。地下水中相较沉积物中,DOM的类富里酸和类氨基酸组分与氨氮相关性减弱,这种变化可能指示了类富里酸稳定赋存在含水层,而类氨基酸更容易分解消耗。沉积物中凯氏氮占总氮的87.04%~93.51%,表明沉积物中的氮主要为可以转变为NH4+的有机氮形态,因而满足了地下水中的NH4+由沉积物有机氮转化产生的必备条件。江汉平原沉积物中有机氮的分解是浅层地下水氨氮的重要来源。