武汉市武昌区湖泊中抗生素残留状况调查

作者：谭芳，陈高艺，宋威（江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室，化学与环境工程学院，湖北武汉）

摘要

通过采集武汉市武昌区6个湖泊（内沙湖、外沙湖、四美塘、晒湖、紫阳湖、都司湖）的水样，采用固相萃取-高效液相色谱法对水样中的磺胺甲噁唑、四环素、氧氟沙星3种抗生素进行定量分析，初步分析了湖泊中抗生素的残留状况。结果表明，四环素、氧氟沙星均未检出，磺胺甲噁唑在冬、春、夏3个季节中均有检出。检出频率最高的是春季，其次是冬季和夏季。

关键词

抗生素；高效液相色谱；痕量；武昌区；湖泊

武汉市人口密度大，江河湖泊众多，水体复杂，抗生素对武汉市水环境的污染已经比较严重。目前国家质量监督检验检疫总局出台的相关抗生素残留检测主要集中在动物源性食品上，尚无检测水样中痕量抗生素的法定方法，环境监测部门对水中残留抗生素也尚无相关限度要求，国内污水处理厂的常规污水处理工艺也没有将此作为目标污染物进行去除设计［1-5］。

本项目选取武汉市武昌区作为研究对象，对位于其中的内沙湖、外沙湖、四美塘、晒湖、紫阳湖和都司湖在不同的时期分取表层和底层水，测定其中抗生素残留浓度，综合研究其抗生素污染特征，调查抗生素对自然界水环境和人类健康的影响，以保障人民用水安全，促进人类与自然环境的和谐发展［6-7］。

1实验部分

1.1主要药品与试剂

四环素（TC）、磺胺甲噁唑（SMZ）、氧氟沙星（OFLX）标准品，中国食品药品检定研究院；乙腈（色谱纯），国药集团化学试剂有限公司；甲醇（色谱纯），天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2主要仪器设备

高效液相色谱仪，美国戴安公司，泵检测器UVDU；Eppendorf移液器，德国Eppendorf公司；氮吹仪，BF，北京大方世纪科技有限公司；实验室专用超纯水机，四川沃特尔科技发展有限公司；OasisHLB6cc/mg固相萃取小柱，美国Waters公司；十二孔固相萃取装置，VisiprepTM-DL，美国Su?pelco公司。

1.3标准溶液的配制

准确称取磺胺甲噁唑、四环素、氧氟沙星标准品5.0mg，用甲醇溶解并定容至10mL容量瓶，配制成浓度为mg/L的单标储备液，贴好标签，于4℃避光冷藏保存。临用时分别取各抗生素的标准溶液，用纯水稀释配制成浓度分别为0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1.25、1.5、2.0、10、50μg/mL的系列混合标准溶液。

1.4液相色谱条件

色谱柱：C18色谱柱（mm×4.6mm，5μm）；流动相：乙腈（A）-磷酸水溶液（pH2.5）（B）；流动相流速：1mL/min；柱温：30℃；进样量：20μL；紫外检测波长：nm；梯度洗脱程序见表1。

1.5样品预处理

先用6mL甲醇再用12mL超纯水活化OasisHLB固相萃取小柱，然后将水样上样萃取富集，水样过柱时将流速控制在5~10mL/min，速度适中。上样结束后再用超纯水淋洗小柱，最后用25%的乙腈水溶液洗脱，洗脱液收集于容量瓶中，用N2吹至近干，再用25%的乙腈水溶液溶解，过0.22μm滤膜后上机进行含量测定。

1.6标准曲线的绘制

将配制好的标准混合溶液直接进样用高效液相色谱测定。以进样浓度为横坐标X，峰面积为纵坐标Y，绘制标准曲线并且求出线性回归方程。氧氟沙星Y=0.+1.X，R=0.；四环素Y=0.+0.X，R=0.；磺胺甲噁唑Y=0.+2.X，R=0.。

1.7检测限（LOD）和定量限（LOQ）

将混合标准溶液不断稀释，用高效液相色谱仪进行检测，分别以3倍信噪比和10倍信噪比计算检出限（LOD）与定量限（LOQ）。实验结果表明，氧氟沙星LOD为0.04μg/mL，LOQ为0.25μg/mL；四环素LOD为0.25μg/mL，LOQ为0.40μg/mL；磺胺甲噁唑LOD为0.01μg/mL，LOQ为0.04μg/mL。

1.8回收率试验

取0.5μg/mL和1.25μg/mL的混合标准溶液，每个浓度设重复3次，分别测定固相萃取前和固相萃取后的药物浓度，计算回收率。氧氟沙星的平均回收率为83.9%，四环素的平均回收率为94.9%，磺胺甲噁唑平均回收率为82.3%。

回收率=（固相萃取后标样峰面积/固相萃取前标样峰面积）×%。

2结果与分析

2.1洗脱液的选择对检测结果的影响

在用HLB固相萃取小柱萃取时，带正电的各抗生素组分以反相阳离子交换模式被吸附在固相萃取小柱的填料之上，因此要对目标抗生素进行收集。需要用碱化的洗脱液进行洗脱，将目标抗生素组分从小柱的填料上洗脱下来。本实验用乙腈水溶液浓度分别为10%、20%、25%、30%的洗脱液对吸附在小柱的抗生素进行洗脱，调查它们的洗脱能力，实验结果见图1。

由图1可以看出，当乙腈水溶液的浓度在10%以上时，洗脱液的效果比较明显，随着其浓度的增加，各抗生素的回收率逐渐增加；但当乙腈水溶液的浓度达到30%时，洗脱效果明显下降。可以看出，乙腈水溶液浓度为25%时，洗脱效果最佳。因此，本实验选用25%的乙腈水溶液作为洗脱液。

2.2水样的检测

此次研究的取样地点分别为武昌区内沙湖、外沙湖、晒湖、四美塘、紫阳湖、都司湖。取样时间分别为年1月（冬季）、年3月（春季）、年5月（夏季）。取样前，根据湖泊的大小及其周边环境确定好数个取样点。取样时，每个取样点采集5L水样，采集的水样用5L聚乙烯塑料桶封口避光保存带回实验室，于4℃储存72h内测定。

将冷藏的水样量取25mL倒入HLB固相萃取小柱进行样品的富集，水样过柱后用超纯水淋洗小柱，然后用5mL的25%乙腈水溶液洗脱，将洗脱液通过滤膜过滤之后收集起来，用N2吹至近干，再用0μL的25%乙腈水溶液将其溶解，最后用高效液相色谱进行检测。实验结果见表2、表3、表4。

由表2实验结果可见，1月份采取的水样中，只有磺胺甲噁唑被检出，四环素和氧氟沙星均未被检出。磺胺甲噁唑在紫阳湖（水平面）0.ng/mL、晒湖0.ng/mL、内沙湖0.ng/mL。

由表3实验结果可见，3月份采取的水样中，只有磺胺甲噁唑被检出，四环素和氧氟沙星均未被检出。磺胺甲噁唑在紫阳湖（水平面）0.ng/mL、晒湖0.ng/mL、四美塘0.ng/mL、都司湖0.ng/mL、内沙湖0.ng/mL、沙湖（中心）0.ng/mL、沙湖（南）0.ng/mL、沙湖（北）0.ng/mL、沙湖（北，水平面）0.ng/mL。

由表4实验结果可见，5月份采取的水样中，只有磺胺甲噁唑被检出，四环素和氧氟沙星均未被检出。磺胺甲噁唑在四美塘0.ng/mL、沙湖（中心）0.ng/mL、沙湖（北）0.ng/mL。

3讨论

目前，抗生素类药物在环境中残留的问题已经成为了大众所







































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