贵阳市地表水中溶解态稀土元素和抗生素分布特征与相关关系研究

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本研究以水体中溶解态的稀土元素以及4大类12种抗生素为目标物。研究了贵阳市阿哈湖-南明河流域水体中稀土元素和抗生素在的含量及分布特征。对研究区域钆(Gd)元素异常现象进行了研究,进一步探究了人为源Gd元素的迁移及其影响因素。最后分析了其与抗生素之间的关系,以揭示人为源Gd元素作为城市废水污染来源指示剂的可能性。研究主要成果如下:(1)贵阳市阿哈湖-南明河流域水体中稀土元素页岩标准化配分模式呈现出重稀土富集的现象。阿哈湖流域溶解态稀土元素(55.3 ng/L)的平均浓度低于南明河流域(64.20 ng/L)。此外,研究区域人为源Gd元素的输入明显,阿哈湖流域水体中人为源Gd元素浓度为0.56~29.51 ng/L,南明河流域为0.28~64.29 ng/L。在空间分布上,位于医疗水平发达,人口稠密的采样点,水体中人为源稀土元素浓度高;污水处理厂排放口及其下游采样点也检测到了较高的人为源钆元素浓度。人为源Gd元素可追溯到医院核磁共振成像钆类造影剂的使用,多元回归分析表明这种人为源的稀土元素与水温和电导率呈显著的正相关性。(2)研究区域中4大类12种抗生素共检出8种,贵阳市阿哈湖-南明河流域水体中生素检出率为3.45%~100%。抗生素总浓度分别为82.80~253.60 ng/L(阿哈湖流域)、57.60~1406.20 ng/L(南明河流域),空间差异显著。阿哈湖流域中,游鱼河和白岩河抗生素污染源单一,污染水平最低。南明河流域抗生素的浓度呈现出中游>上游>下游的规律。4条支流中市西河和松溪河支流表现出明显的抗生素污染。由于价格低廉,效率高,应用广泛的特点,研究区域均检测到高浓度的喹诺酮类抗生素。(3)阿哈湖-南明河地表水体中抗生素含量与人为源Gd元素及其占比的相关性分析表明,人为源Gd元素和氧氟沙星呈显著的正相关性关系。在空间分布规律上,污水处理厂采样点人为源Gd元素在下游样品中并无明显差异,表明其示踪污水处理厂来源氧氟沙星的可能性。作为医疗来源的物质,人为源钆元素可能对氧氟沙星甚至是抗生素有良好的指示作用,可以进一步发展成为城市废水污染来源(如医疗)的示踪剂。
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