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1、典型抗生素类药物在水环境中的时空分布规律摘 要抗生素是由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代产物。在我国,抗生素使用量大,被广泛应用于人类、家畜及水产养殖中各种疾病的防治。由于我国对抗生素药品监管力度不足和消费者盲目使用,使我国人均抗生素药物用量明显高于世界平均水平,药物滥用十分严重。大量排入水体的抗生素,又造成细菌耐药性的增强和环境雌性化,这种现象引起国际环境科学界的广泛关注。针对这一点,结合地区的地表水环境,选取多西环素和红霉素作为检测重点,监测水域的抗生素的时空分布,建立抗生素检测的KPI指数。对于抗生素的检测,本课题采用超效液相色谱与质谱联用技术。监
2、测结果表明,地区水环境中的典型抗生素类药物含量为：红霉素0.04748ug/L0.10451ug/L,多西环素0.01777ug/L0.16159ug/L；伊川鸣皋镇,栾川汤营镇两地的抗生素类药物的含量明显高于其他地区,而洛龙区的两个采样点的水样中抗生素类药物的整体含量较低,显示出了水环境中抗生素类药物存在局部性污染。关键词：典型抗生素,时空分布,液相色谱质谱法Concentration and distribution of selected antibiotics in aquatic environment of Luoyang cityABSTRACTAntibiotics are p
3、roduced by microorganisms or higher plants and animals in their life process,which are resistant to pathogens or other activity. In China,the use of antibiotics is large,which is widely used in the prevention and treatment of various diseases in humans, livestock and aquaculture.As our country is la
4、ck of supervision about antibiotic drugs,consumers are blind use of antibiotic drugs,Chinas per capita amount of antibiotics is significantly higher than the world average,drug abuse is very serious.The large number of antibiotics in the water results in the enhancement of bacterial resistance and e
5、nvironmental feminization.This phenomenon is caused by the widespread concern of the international environment for the scientific community.In China,due to the study of the antibiotic is mostly limited to the improvement of pharmaceutical wastewater treatment process,the study for the environmental
6、hazards of antibiotics is obviously insufficient.In this paper,detect doxycycline and erythromycin in the water environment in the Luoyang area,make the spatial and temporal distribution of of Luoyang waters of antibiotics,and establish antibiotics detection KPI Index.KEY WORDS： selected antibiotics
7、; Luoyang city; concentration and distribution ; Liquid Chromatography Mass Spectrometry / 目录前言1第1章抗生素的概述31.1抗生素的概述31.1.1抗生素的类型31.1.2抗生素的代41.1.3抗生素作用机理51.2 国外抗生素的用量51.3 使用问题和危害61.4 污染途径及来源81.5 选取抗生素的特征91.6本论文研究目的及工作量10第2章市水环境的布点选择122.1 市水环境的布点122.1.1 布点原则122.1.2 布点结果12第3章实验操作与设备143.1液相色谱质谱法实验原理143.2
8、仪器与设备153.3试剂与标准溶液153.4色谱质谱条件163.4.1色谱条件163.4.2 质谱条件163.5液相色谱质谱法实验步骤173.5.1 水样预处理173.5.2标准溶液的制备17第4章抗生素在水域探讨184.1 检测结果184.1.1 水样中红霉素与多西环素检测结果184.2 水样结果分析194.3 抗生素指数的建立194.4采用本指数法计算采用结果与分布图204.4.1市地表水中红霉素分布图224.4.2市地表水中多西环素分布图234.4.3市地表水中KPI指数分布图244.5与其他论文检测值的比较25结论26辞27参考文献28附录29外文资料翻译32前言人类生活在充满化学品的
9、世界,日常生活和工农业生产过程中都要接触化学物品。近年来,化学物品造成的污染,已引起国际环境科学界乃至公众的广泛关注。这些化学品污染事件,大多具有毒性大、含量微、易生物富集的特点。20XX5月通过的由127个国家联合签署的旨在全面禁止和限制Pops的斯德哥尔摩公约,宣告人类对环境中有害化学品的重视及力图改善环境的决心。随着环境科学的发展,这种认识和决心不断加强。然而,与Pops相比,我们在生活中接触最为频繁、用量最大的化学品药物与个人护理品Pharmaceuticals and Personal Products在环境中的存在、行为及其可能造成的负面影响,则一直被忽视。特别是与个人生活、生产密
10、切相关,在水产养殖、家禽饲养、食品加工等方面在广泛使用的抗生素类药物,只是在最近才引起国外学者的关注1。目前,人类开发的各种药物已达50000余种。这些药物,除了用于人类疾病的治疗、防疫消毒外,还大量用作兽药、养殖业添加剂。作为代表的抗生素,全球每年的使用量已经超过20wt；与此同时,还有近50t抗生素用作兽药,约2.5t抗生素用作饲料添加剂。由此可见,这种药物的生产量和实际使用量是十分惊人的。在我国,现在大约生产1300种化学原料药,3000种西药。目前我国使用量、销售量列在前15名的药品中,有10种抗菌药物,全国住院病人使用抗菌药物的费用占药品总费用的50%以上。20XX,我国仅抗生素类药
11、物生产量已达3.3wt,加上进口,实际使用量更大。随着人口的增长,老龄化趋势,抗生素的用量逐年增加。由于存在抗生素的使用误区,加上缺乏必要的药物管理和科学的指导,在我国抗生素滥用是非常严重。可以说,对于解决抗生素滥用问题,是刻不容缓的。细菌耐药性的不断增强和环境雌性化是当前人类面临的两大健康问题。这除了与人类和动物直接服用抗生素,也和抗生素的使用和污染有关。滥用抗生素可直接引起细菌个体的耐药性3。越来越多的资料表明,自然界的一些细菌对抗生素的耐药性比预期的更高。抗生素耐药性可以从非致病细菌传到治病细菌,这可能会进一步传播,发展为生态层次的耐药性,而使没有直接接触到抗生素的个体也产生耐药性。我们
12、知道,用作人、兽疾病预防治疗的药物,一部分将在生物体发生转化,代消解,以代物的形态排出体外。同时,又有很大的一部分会以原药态直接排出体外。近年来,排放到环境中的药物及潜在的影响引起越来越多的科学家的关注。然而,在我国还未见相关报道,特别是在经济欠发达、人口密集、药物用量大的地区。另一方面,作为饲料添加剂的药物,也给环境带来污染。这些无疑都关系到人民的身体健康,人与自然的和谐发展。第1章 抗生素的概述1.1抗生素的概述1.1.1抗生素的类型抗生素是指生物,包括微生物、植物和动物在,在其生命活动过程中所产生的,能在低微浓度下有选择地抑制或影响它种生物功能的有机物质。人们很早就发现某些微生物对另外一
13、些微生物的生长繁殖有抑制作用8。自1929年Fleming发现青霉素并由Florey和Chain用于临床以来,目前抗生素的种类己达几千种,在临床上常用的亦有几百种,其主要是从微生物的培养液中提取或者用合成、半合成方法制造。主要的抗生素类型包括：磺胺类药物：是指具有对氨基苯磺酞胺结构的一类药物的总称,是一类用于预防和治疗细菌感染性疾病的化学治疗药物。SAS种类可达数千种,其中应用较广并具有一定疗效的就有几十种。近年来,磺胺药物的市场份额逐步减少。但由于磺胺药对某些感染性疾病仍有良好疗效,特别是与磺胺增效剂甲氧苄啶合用,不仅抗菌作用提高,且抗菌围增大,疗效明显增强,故在抗感染中仍占一定地位。喹诺酮
14、类抗生素：又称吡酮酸类或吡啶酮酸类,是一类较新的合成抗菌药。喹诺酮类抗生素按发明先后及其抗菌性能的不同,分为一、二、三、四代。第一代喹诺酮类,只对大肠杆菌、痢疾杆菌、克雷白杆菌、少部分变形杆菌有抗菌作用。具体品种有萘啶酸和吡咯酸等,因疗效不佳现己少用。第二代喹诺酮类,在抗菌谱方面有所扩大,对肠杆菌属、枸櫞酸杆菌、绿脓杆菌、沙雷杆菌也有一定抗菌作用。毗哌酸是国主要应用品种。此外尚有新恶酸和甲氧恶喹酸,在国外有生产。第三代喹诺酮类的抗菌谱进一步扩大,对葡萄球菌等革兰阳性菌也有抗菌作用,对一些革兰阴性菌的抗菌作用则进一步加强。本类药物中,国已生产诺氟沙星。还有氧氟沙星、培氟沙星、依诺沙星、环丙沙星等
15、。由于药物的分子中均有氟原子,因此称为氟喹诺酮。第四代喹诺酮类与前三代药物相比在结构上修饰,结构中引入8-甲氧基,有助于加强抗厌氧菌活性,而C-7位上的氮双氧环结构则加强抗革兰阳性菌活性并保持原有的抗革兰阴性菌的活性,不良反应更小,但价格较贵。对革兰阳性菌抗菌活性增强,对厌氧菌包括脆弱拟杆菌的作用增强,对典型病原体如肺炎支原体、肺炎衣原体、军团菌以及结核分枝杆菌的作用增强。多数产品半衰期延长,如加替沙星与莫昔沙星。四环素类抗生素：具有共同的基本母核,仅取代基有所不同的一类化合物。它们是两性物质,可与碱或酸反应而生成盐。通常在碱性水溶液中易降解,在酸性水溶液中则较稳定,故临床一般用其盐酸盐。临床常用的有四环素、土霉素、金霉素和强力霉素等。大环酯类抗生素：以大环酯为母体,通过羟基以苷键和1-3个糖分子相连的抗生素,按其大环结构含碳母核的不同,可分为14、15和16元环大环酯类抗生素。其中在医疗上比较重要的有红霉素、柱晶白霉素、麦迪加霉素等。目前在我国大环酯类抗生素市场上,红霉素用量正在逐步减少,而其一系列衍生物如罗
