近岸海域中抗生素的殘留會對海洋生物甚至人類健康產(chǎn)生威脅。光降解是抗生素在海洋環(huán)境中重要的非生物降解途徑，包括直接光降解和間接光降解，其中間接光降解是表層水體中抗生素的重要轉(zhuǎn)化途徑。溶解有機(jī)物可通過光照作用產(chǎn)生活性中間體參與間接光降解反應(yīng)，是影響抗生素間接光降解的關(guān)鍵性因素。由于溶解有機(jī)物結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜性，目前國際上關(guān)于溶解有機(jī)物對抗生素間接光降解的影響機(jī)制尚不明確。

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所漁業(yè)環(huán)境優(yōu)化與循環(huán)水處理技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)針對這一科學(xué)問題展開深入研究，揭示了溶解有機(jī)物結(jié)構(gòu)組成在磺胺類抗生素間接光降解過程中的關(guān)鍵作用，闡明了海水中關(guān)鍵環(huán)境因子對間接光降解的影響機(jī)理，相關(guān)研究成果發(fā)表在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Science of The Total Environment和Environmental Pollution上。

該研究以溶解有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及環(huán)境中pH、鹽度、硝酸根、碳酸氫根等關(guān)鍵因子為影響因素，首次系統(tǒng)闡明了近海海水中溶解有機(jī)物對磺胺類抗生素光降解的影響機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)溶解有機(jī)物通過產(chǎn)生活性中間體³DOM^*和¹O₂有效促進(jìn)了磺胺類抗生素的間接光降解；溶解有機(jī)物中陸源類腐殖質(zhì)組分對磺胺類抗生素間接光降解的影響要顯著強(qiáng)于海源類腐殖質(zhì)組分；pH、鹽度、硝酸根和碳酸氫根均可通過改變活性中間體的穩(wěn)態(tài)濃度影響磺胺類抗生素的間接光降解。進(jìn)一步研究表明，陸源類腐殖質(zhì)組分由于具有高的芳香性，因此能夠較好促進(jìn)磺胺類抗生素的間接光降解；低分子量的溶解有機(jī)物比高分子量的溶解有機(jī)物對磺胺類抗生素間接光降解的促進(jìn)作用更顯著；親水性酸、親水性堿和疏水性酸由于具有較高的芳香性和陸源類腐殖質(zhì)物質(zhì)，因此是影響磺胺類抗生素間接光降解的主要組分。以上研究結(jié)果揭示了磺胺類抗生素在我國近岸漁業(yè)水域光降解過程的反應(yīng)動力學(xué)及降解機(jī)理，為準(zhǔn)確掌握近岸海域環(huán)境中抗生素的歸趨和評估其生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供了理論依據(jù)。

黃海水產(chǎn)研究所白瑩副研究員為兩篇論文的第一作者，崔正國研究員、曲克明研究員分別為論文的通訊作者。相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、嶗山實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和中國水產(chǎn)科學(xué)研究院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的支持。

溶解有機(jī)物的結(jié)構(gòu)組成對磺胺類抗生素間接光降解的影響機(jī)制

不同分子量和化學(xué)結(jié)構(gòu)的溶解有機(jī)物對磺胺類抗生素間接光降解的影響

相關(guān)成果及鏈接如下：

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164231.

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