西安市地表水环境中典型抗生素污染特征及生态风险评估

来源 :第三届国际土地复垦与生态修复学术研讨会论文摘要集 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuq
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随着抗生素的广泛使用,抗生素类污染物也逐渐进入环境,在不同地区河流、湖泊等水体中被检出。作为新一线城市,西安不可避免地会存在这类污染,但针对该地区地表水环境中抗生素污染分布特征的研究匮乏。与此同时,微塑料作为一种水体新型污染物,其与抗生素的复合污染是近年来环境领域的研究热点。基于此,开展西安市地表水环境中抗生素的污染特征及微塑料对其含量的影响实验,对抗生素的生态风险与迁移影响因素进行分析,为西安市地表水环境保护和抗生素污染防控提供理论依据。本文针对西安市渭河、护城河、兴庆湖、桃花潭及昆明池5处代表性水域,查明四环素(TC)、磺胺甲噁唑(SMZ)、氧氟沙星(OFX)、罗红霉素(ROX)和氯霉素(CAP) 5种典型抗生素在表层水体及表层沉积物中的污染特征;利用物种敏感度分布法(SSD)结合评价因子法(AF)得到抗生素的急性和慢性水生生态风险阈值(PNEC);根据采样水体中抗生素的实测浓度,采用风险商法(RQs)评估生态风险;以四环素为代表性抗生素,在不同时间、浓度、pH、离子强度条件下,探讨四环素在聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)及聚酰胺(PA) 3种微塑料上的吸附特征。研究取得的主要成果如下:(1)四环素(平均浓度为20.13~53.17ng/L)和氧氟沙星(平均浓度为13.43~34.98 ng/L)是西安市水体中主要抗生素种类;丰水期河流中抗生素的总检出浓度比湖泊高(极差为88.08 ng/L),枯水期抗生素的总检出浓度比丰水期高436.96 ng/L,水体是抗生素主要的赋存介质。与我国其他主要水域(太湖、松花江、鄱阳湖及饮用水源地等)相比,5种目标抗生素的检出浓度处于中等或低于平均水平。(2)表层水体与表层沉积物中抗生素的分布存在一定规律,氧氟沙星、罗红霉素符合立方曲线模型,四环素、磺胺甲噁唑符合二次曲线模型,氯霉素无明显曲线关系。水体中抗生素浓度与溶解氧(DO)之间呈显著负相关关系,与溶解性有机碳(DOC)、pH之间无显著相关性。(3)四环素、磺胺甲噁唑、氧氟沙星及氯霉素的慢性生态风险阈值均小于急性生态风险阈值,差值分别为131.722μg/L、43.109μg/L、5.081μg/L及43.916μg/L。丰水期时渭河中氧氟沙星以及枯水期时渭河、兴庆湖、桃花潭和昆明池中氧氟沙星的慢性生态风险均处于高水平(RQ> 1),其余抗生素处于中低风险水平(RQ=0.01~1);氯霉素在丰、枯水期的不同地表水环境中均无风险(RQ <0.01)。(4)水体中聚乙烯、聚苯乙烯及聚酰胺3种微塑料能吸附四环素,从而对其迁移分布产生影响。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附24 h后基本达到动态平衡;该过程能用Freundlich吸附等温线方程进行描述,平衡浓度与平衡吸附量之间不存在线性关系,吸附能力顺序为聚苯乙烯>聚酰胺>聚乙烯,该过程受疏水性分配和静电引力主导;实验中3种微塑料在pH=5的四环素溶液中吸附性能最强,此后四环素的吸附量会随pH值的升高而降低;随着Na+强度增大,四环素吸附量先增大后减小。当水环境中无Na+存在时,微塑料对四环素的吸附作用最为明显。
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