《太湖典型抗生素多介質環境行為及生態健康研究》是依託東南大學，由王策擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：太湖典型抗生素多介質環境行為及生態健康研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王策
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來，抗生素在保障有機體健康方面的使用量顯著增長，並通過多種途徑排放到水體環境中。揭示抗生素在水生生態系統中的歸趨變化及其對生態健康的影響對健全醫藥品管理體系具有重要意義。本研究擬對太湖流域展開野外觀測，檢測典型抗生素磺胺類和大環內酯類物質在出入湖河流、湖體的水層、沉積層、浮游植物及浮遊動物體內的濃度；建立動態多介質模型，合理評估源強排放，模擬分析典型抗生素在各個環境介質之間的分配、遷移和轉化過程，並結合實際監測數據呈現模型表現力；以五里湖為示範區，建立浮游生物動力學模型，耦合抗生素對有機體生長的抑制作用，基於未來情景模式模擬浮游植物和浮遊動物的生物量變化，採用生態埃三級理論闡明抗生素對生態健康的影響，為太湖生態系統整體健康評估提供參考。本研究結果將為太湖抗生素污染防控提供科學依據，為我國醫藥品環境健康風險管理提供理論指導。
結題摘要
抗生素污染容易誘發環境健康風險，已經得到廣泛關注。天然湖泊作為其收納系統起到了至關重要的作用。在全世界範圍內已經進行了大量的抗生素濃度檢測和比較工作，但是在湖泊管理方面遇到的幾個問題還沒有得到明確的解答：在什麼時間、什麼地點的抗生素污染物水平最為嚴重；哪種抗生素最具有“統治性”的地位；湖泊中抗生素的歸趨變化如何。為了解決這些問題，在本研究中，（1）我們與2017年1月、4月、7月和10月，在太湖流域進行了調研，並在水層和沉積層中檢測到了22種抗生素，而野生魚類只有少量樣品有抗生素檢測，浮游生物類樣品沒有檢出。（2）採用非度量多維尺度NMDS分析抗生素濃度的時刻差異性。（3）與傳統的濃度比較方法相比，我們先將所有抗生素濃度標準化求和代表抗生素的整體污染水平，再採用方差分析評估不同時間、不同地點的污染狀況。（4）基於收集到的觀測數據、環境數據、污染物的物理化學參數，構建了多介質模型，即QWASI，模擬太湖典型抗生素的多介質環境行為。研究結果發現，太湖水層中大環內酯類、磺胺類、四環素類、喹諾酮類抗生素的檢測濃度90%置信區間分別為 0.020-5.646, 0.040-7.887, 0.100-13.308 and 0.130-9.631 ng/L，而在沉積層為0.005-1.532, 0.002-0.120, 0.010-0.902 and 0.006-3.972 μg/kg 。整體而言，在囊括主要入湖河流、出湖河流和湖體的太湖流域中，抗生素濃度呈現空間同質性。抗生素物質的組成呈現季節差異，秋季的污染水平較低。，QWASI模型模擬了典型抗生素阿奇黴素和磺胺二甲基嘧啶，並將所有採樣時間和採樣地點的檢測數據取平均值，結果顯示模型模擬效果較好，模擬濃度與觀測濃度的差異在一個數量級之內。模型計算的2017年阿奇黴素和磺胺二甲基嘧啶在太湖的總輸入和總輸出基本相等，達到質量平衡。但是基於有限的野外調研工作，我們仍然需要在未來的工作中加強採樣和分析研究，包括模型的參數靈敏度和不確定性分析。本研究對太湖流域點源和非點源污染的管控提供了科學價值，其研究方法也為其它水體中溶解性有機污染物的時空變化分析提供了參考。
