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作为陆地污染物进入海洋的屏障,红树林已然成为众多典型污染物汇聚的场所之一。近年来,海产养殖业的大肆兴起更是加重了抗生素在红树林区的直接污染。锁定态是控制土壤抗生素归宿的主要因素,具有环境存在时间长,危害大等特点,可通过再释放重回到环境中,对环境造成长期危害。对典型磺胺类在红树林群落沉积物中锁定能力的研究对于探索抗生素在红树林区的环境行为和红树林湿地抗生素污染控制及修复功能评估具有现实意义。本文选取了12种水产、禽畜及人用较为频繁的典型磺胺类药物,分别为磺胺甲噻二唑(sulfamethizole,SMT)、磺胺二甲基异嘧啶(sulfaisodimidine,SIM)、磺胺噻唑(sulfathiazole,STZ)、磺胺吡啶(sulfapyridine,SPD)、磺胺对甲氧嘧啶(sulfamethoxydiazin,SMD)、磺胺氯达嗪(sulfachlorpyridazine,SCP)、磺胺间二甲氧嘧啶(sulfadimethoxypyrimidine,SDP)、磺胺喹恶啉(sulfaquinoxaline,SQA)、磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMX)、磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)、磺胺甲嘧啶(Sulfamerazine,SMZ)、磺胺二甲基嘧啶(sulfadimidine,SDM),依托九龙江口秋茄红树林湿地,分析了这12种磺胺类抗生素在不同林龄秋茄红树林群落沉积物以及红树林群落与互花米草和短叶茳芏群落沉积物间的易提取态和锁定态含量,通过比较研究,以探讨群落林龄及群落类型对沉积物磺胺类的锁定能力差异及影响因素。主要研究成果如下: (1)为了便于准确分离磺胺类痕量的赋存形态,本研究基于搅拌饼固相萃取技术(SCSE)建立了SCSE-HPLC-MS/MS对潮滩间隙水中痕量磺胺类的检测方法,以及MAE-SCSE-HPLC-MS/MS对沉积物痕量磺胺类的检测方法。通过对方法的验证表明,SCSE-HPLC-MS/MS对潮滩间隙水中痕量磺胺类的检测方法具有较好的动态线性范围(R2>0.99,除了SIM),检出限(LODs)和定量限(LOQs)分别在0.0012-0.010μg/L和0.0040-0.033μg/L内,精密度较好(RSD均<10%),其回收率在72-110%内,重现性RSDs均小于12%,具有较好的回收率和重现性。MAE-SCSE-HPLC-MS/MS对沉积物痕量磺胺类的检测方法同样也具有较好的动态线性范围(7种目标物R2>0.99,其余5种R2>0.97),检出限(LODs)和定量限(LOQs)分别在0.0020-0.0100μg/kg和0.0069-0.0335μg/kg之间,加标回收率在65.0-127.0%内,重现性RSDs均小于15%,具有理想的回收率和较好的重现性。两个方法均可很好地满足潮滩间隙水和沉积物环境中痕量残留磺胺类的检测要求。 (2)利用上述建立的方法,本研究在不同林龄的秋茄红树林区沉积物中共检出11种磺胺类抗生素(仅STZ未检出),检出各磺胺赋存总浓度范围9.18-1358.54ng/kg,其中,锁定态浓度(2.36-874.29 ng/kg)占到总浓度的24.83-73.24%。在对应的潮滩间隙水中检出的5种磺胺类(SMT、SCP、SMX、SDM和SD),其浓度为1.73-15.69 ng/L,显著低于沉积物中锁定态浓度和总浓度。结果还表明,林龄增加显著促进秋茄红树林沉积物对磺胺类锁定能力。对三种林龄秋茄红树林沉积物理化性质和锁定态浓度的Pearson相关性分析结果表明,沉积物理化性质对不同林龄沉积物中磺胺类的锁定表现出不同程度的促进作用,在pH、含水率和大团聚体上表现的较强。 (3)通过对秋茄红树林、互花米草群落、短叶茳芏群落和光滩四种湿地沉积物分析,这四种湿地类型的沉积物中共检出6种磺胺类(SD、SDM、SMX、SCP、SQA和SMT),检出浓度在7.31-195.81 ng/kg间,其中,易提取态仅检出2种,检出浓度在1.88-15.33 ng/kg间,锁定态共检出6种,检出浓度在7.31-195.81 ng/kg间。对4种不同湿地沉积物在不同空间差异上对磺胺类锁定能力影响的分析结果表明,不同群落和不同沉积物层对磺胺类在沉积物中的锁定能力具有显著影响。沉积物层深度对磺胺类锁定能力的影响整体表现为0-15 cm(440.16 ng/kg)>15-30 cm(317.90 ng/kg)>30-45 cm(286.89 ng/kg)。对不同群落沉积物磺胺类锁定态浓度和沉积物理化因子进行Pearson相关性分析的结果表明,大团聚体和含水率对不同群落沉积物中磺胺类锁定能力的促进更为显著。 (4)对所有样点和理化因子PCA和CCA的分析结果表明,磺胺类在不同林龄秋茄红树林群落和不同盐沼植物群落沉积物中的锁定能力整体呈现红树林>互花米草≈光滩>短叶茳芏的规律。PCA分析结果表明,pH、大团聚体和含水率表现出对沉积物中磺胺类锁定较强的促进作用。 本文的研究结果将有助于进一步深入认识磺胺类抗生素的赋存与锁定机制,为深入分析红树林湿地抗生素环境行为、污染归宿和转化提供科学参数,对提高红树林湿地在净化养殖污水的生态服务功能提供了重要的参考。