典型西南岩溶地下水抗生素污染指示因子识别

我国南方岩溶地区是全球三大岩溶集中分布区之一, 由于岩溶地区独特的含水层结构, 其地下水极易受到地表污染。为了探明岩溶地下水中抗生素污染空间分布的主控因素, 厘清抗生素浓度与水化学参数的相关关系, 进而识别岩溶地区水环境中抗生素污染的指示因子, 以西南典型岩溶地下河系统为研究对象, 利用超高效液相色谱串联质谱联用仪(UPLC-MS/MS)分析了35种抗生素浓度。结果表明: 研究区共检出了30种抗生素, 包括3种四环素类(< 检出限(MDL)~421 ng/L)、5种大环内酯类(28.3~884 ng/L)、9种磺胺类(2.50~30 ng/L)和13种喹诺酮类(19.5~1 807 ng/L)。其中, 大环内酯类和喹诺酮类抗生素是研究区检出的主要抗生素, 其空间分布特征主要受污染源和稀释作用控制。研究区水化学类型包括HCO₃-Ca·Mg型和HCO₃-Ca·Na·Mg型, 抗生素浓度在不同的水化学类型中存在显著差异, HCO₃-Ca·Na·Mg型水样中抗生素浓度显著高于HCO₃-Ca·Mg型(2~10倍)(Mann-Whitney检验, p < 0.05)。同时, Pearson相关性分析结果表明, 三氮(硝氮、亚硝氮与氨氮浓度之和)、总有机碳(TOC)、Na+、Cl-浓度与单一抗生素浓度、不同种类抗生素浓度、抗生素总浓度均呈显著正相关(r=0.81~0.99, p < 0.05, N=7~8)。相比三氮、TOC和Na+, Cl-在环境中性质更稳定, 是岩溶地区地下水系统中更可靠的抗生素污染指示因子。本研究为受县级污水处理厂和农村生活废水排放影响的岩溶地区抗生素污染识别与污染预测提供了理论依据。