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兽药(veterinary medicines)被广泛的应用于养殖业包括畜牧养殖业和水产养殖业,以治疗动物疾病和保障动物健康。给药后,30-90%的药物成分和它们的代谢物会随着动物的尿液或粪便排放到体外,这些兽药及其代谢物会通过灌溉和施肥的方式进入环境中,并对水生生态系统和土壤-植物生态系统产生影响。农作物和动物长期暴露于兽药污染的环境中,可以吸收并通过食物链累积兽药及其代谢产物,从而影响人类的身体健康。抗生素和激素是两类应用最广泛的典型兽药。本论文以磺胺、雌激素、四环素和氟喹诺酮这四类兽药为研究对象,利用不同介质中典型兽药的分析方法,研究了其在不同类型养殖场中的暴露水平,同时利用Spaepen模型和RIVM模型分别预测了两个典型养殖场中磺胺二甲嘧啶和土霉素在土壤和地表水环境中的暴露浓度,并与实际暴露浓度进行比较,预测它们的生态风险。主要研究内容和结果如下：1)不同介质中典型兽药分析方法的建立和优化：建立了一种水和土壤中磺胺嘧啶、磺胺甲嘧啶、磺胺噻唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺二甲氧嘧啶、磺胺甲恶唑等6种磺胺和17α-雌二醇、17β-雌二醇、雌酮、雌三醇、炔雌醇、乙烷雌酚等6种激素同时分析的方法。水样过滤后使用Oasis HLB固相萃取小柱进行净化富集；土壤样品经加速溶剂提取(ASE)之后过Oasis HLB小柱净化富集。采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS),分别以乙腈和0.1%的甲酸/水和0.1%的氨水／水作为流动相,对样品进行检测。该分析方法操作简单,磺胺在水样和土壤样品中的回收率为87.4%～103.6%和58.2%～80.0%；激素在水样和土壤中的回收率为84.8%～101.8%和62.8%～79.3%。以三倍信噪比时可以检测到的化合物浓度作为药物的方法检测限,得到水中磺胺和激素的检测限分别为0.11-0.24ng.L-1和0.31-2.14ng.L-1,土壤中磺胺和激素的检测限分别为0.01-0.02ng.g-1和0.03-0.21ng.g-1。另外,验证了不同生物基质中6种磺胺类药物的加速溶剂提取方法,磺胺类药物粪便、猪肉、蔬菜和饲料中的回收率为44.3%-96.1%。以三倍信噪比时可以检测到的化合物浓度作为药物的方法检测限,可以得到粪便、猪肉、蔬菜和饲料中磺胺的检测限为0.02-0.23ng/g。使用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)检测方法分析四环素、土霉素、金霉素等3种四环素类药物和诺氟沙星、恩诺沙星、氧氟沙星和环丙沙星等4种氟喹诺酮类药物,验证了不同基质中7种药物的分析方法。该分析方法操作简单,水样的加标回收率为91.3%-97.4%,土壤、粪便、猪肉、蔬菜和饲料中的加标回收率为64.0%-82.8%,土壤、粪便、猪肉、蔬菜和饲料中药物的检测限为0.1-0.4ng/g。2)典型养殖场兽药的暴露水平分析：选取江苏省宿迁市沭阳县一典型养猪场、江苏省南京市江宁县一典型奶牛养殖场和江苏省南京市汤山一典型规模养鱼塘三个典型场景作为研究对象,采集了养殖场及其周边的水、土壤、底泥、粪便和动植物等样品并进行了分析。宿迁市沭阳县养猪场中不同基质兽药的主要检出品种是磺胺二甲嘧啶,粪便中的检出浓度最大,为214.8ng/g。磺胺二甲嘧啶在水体和底泥中的检出浓度分别为42.4-75.5ng/L和7.1-34.4ng/g,底泥对其吸附能力非常弱,其在水体和底泥中的分配系数仅为1.9-6.OL/Kg。鲤鱼、鲫鱼和鳙鱼对磺胺二甲嘧啶具有一定的富集能力,其肌肉组织对水体中磺胺二甲嘧啶的富集倍数分别为2.68、13.4和34.4倍。南京市江宁县奶牛养殖场中不同基质兽药的主要检出品种是土霉素,在水样、饲料、粪便和底泥等基质中均有一定检出,蔬菜和土壤中无检出。其中,粪便中的检出浓度最大,为73.2ng/g。土霉素具有很强的吸附能力,在河流水体和底泥中的分配系数为197-657.1L/Kg。南京市江宁汤山养鱼塘中不同基质兽药的主要检出品种有诺氟沙星、恩诺沙星和氧氟沙星。三种药物在鸭粪、水、底泥、蔬菜、土壤等基质中均有一定检出,饲料中无检出。三类药物均具有非常强的吸附能力,底泥中恩诺沙星的检出浓度高达107.7-504.0ng/g。鲫鱼和鳊鱼对恩诺沙星和氧氟沙星均具有很强的富集能力,鲫鱼肌肉组织对对水体中恩诺沙星和氧氟沙星的富集倍数分别为4021.9和1360倍,鳊鱼计算得到的富集倍数分别为408.7和462.6倍。鲫鱼对于两种药物的富集能力大于鳊鱼,这与两者的食性和主要活动区域有关。3)典型兽药暴露浓度预测和生态风险评估：采用欧盟常用的暴露浓度预测模型Spaepen模型和RIVM模型,根据调查结果,具体引入部分本土化参数,结合部分欧盟经典模型参数,估算了养猪场内磺胺二甲嘧啶的土壤和地表水暴露浓度以及奶牛场内土霉素的土壤和地表水暴露浓度。养猪场内磺胺二甲嘧啶的土壤和地表水暴露浓度分别是0.194mg/kg和5.88ug/L；奶牛场内土霉素的土壤和地表水暴露浓度分别为0.024mg/kg和0.017ug/L。采用兽药生态风险评估模型与方法,对两类药物不同的生态风险进行了评估。初步评估的结果表明,磺胺二甲嘧啶对于水生生物具有较大的生态风险,计算出的水生生态风险商值超过了标准值1；土霉素对陆生生物具有较大的生态风险,计算出的陆生生态风险商值大于标准值1。