作者:廖洋 阮晓红 来源:中国科学报 发布时间:2023/6/13 20:38:15
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溶解有机物影响抗生素光降解机理研究获进展

 

近岸海域中,常常会产生抗生素的残留,这些残留对海洋生物甚至人类健康产生了威胁。光降解是抗生素在海洋环境中重要的非生物降解途径,包括直接光降解和间接光降解,其中,间接光降解是表层水体中抗生素的重要转化途径。

溶解有机物可通过光照作用产生活性中间体参与间接光降解反应,是影响抗生素间接光降解的关键性因素。由于溶解有机物结构组成的复杂性,目前国际上关于溶解有机物对抗生素间接光降解的影响机制尚不明确。

多年来,中国水产科学研究院黄海水产研究所渔业环境优化与循环水处理技术创新团队针对这一科学问题展开了深入研究,揭示了溶解有机物结构组成在磺胺类抗生素间接光降解过程中的关键作用,阐明了海水中关键环境因子对间接光降解的影响机理。近日,相关研究成果发表在环境科学与生态学领域期刊《整体环境科学》和《环境污染》上。

溶解有机物的结构组成对磺胺类抗生素间接光降解的影响机制 黄海水产研究所供图

据了解,该研究以溶解有机物的结构、性质以及环境中pH、盐度、硝酸根、碳酸氢根等关键因子为影响因素,首次系统阐明了近海海水中溶解有机物对磺胺类抗生素光降解的影响机制。

研究发现,溶解有机物通过产生活性中间体,有效促进了磺胺类抗生素的间接光降解;溶解有机物中陆源类腐殖质组分对磺胺类抗生素间接光降解的影响要显著强于海源类腐殖质组分;pH、盐度、硝酸根和碳酸氢根均可通过改变活性中间体的稳态浓度影响磺胺类抗生素的间接光降解。

团队进一步研究表明,由于具有高的芳香性,陆源类腐殖质组分能够较好促进磺胺类抗生素的间接光降解;低分子量的溶解有机物比高分子量的溶解有机物对磺胺类抗生素间接光降解的促进作用更显著;由于具有较高的芳香性和陆源类腐殖质物质,亲水性酸、亲水性碱和疏水性酸是影响磺胺类抗生素间接光降解的主要组分。

这些研究结果揭示了磺胺类抗生素在我国近岸渔业水域光降解过程的反应动力学及降解机理,为准确掌握近岸海域环境中抗生素的归趋和评估其生态环境风险提供了理论依据。

相关研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、崂山实验室项目和中国水产科学研究院创新团队等项目的支持。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164231.

https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115689.





 
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