土壤中金霉素的降解大学论文.docx

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土壤中金霉素的降解大学论文

毕业论文

题目：

土壤中金霉素的降解

目录

1前言5

2实验部分5

2.1仪器与试剂5

2.1.1实验仪器5

2.1.2实验试剂6

2.2标准物质及溶液配制6

2.3土壤样品的制备和提取6

2.3.1土壤样品的制备：

6

2.3.2金霉素的提取6

2.4HPLC-UV测定色谱柱：

YP-ODS柱（C18柱）:

7

2.5金霉素的降解试验7

2.5.1降解浓度的设立7

2.5.2土壤处理7

2.5.3称取土样7

2.5.4降解试验7

3实验结果与讨论7

3.1HPLC-UV色谱分析条件的确立与优化7

3.2土壤样品提取条件的确定优化9

3.3降解试验结果9

4结论11

5资金支持11

土壤中金霉素的降解

指导教师∶

（河北北方学院理学院化学系，河北张家口075000）

摘要:

建立了金霉素的高效液相色谱-紫外（HPLC/UV）测定法，采用室内模拟培养试验研究了金霉素样品在土壤中的动态变化以及降解情况.均质样品用PH4.0±0.5Mcllvaine-Na2EDTA缓冲溶液提取，经超声、离心，水性膜过滤后，采用HPLC/UV检测.金霉素在0.05~0.8μg/mL浓度范围内线性关系良好，相关系数r均大于0.99.在0.05、0.10、0.15mg/kg的加标水平下，回收率为86.44%~96.18%.结果表明，金霉素（添加浓度4mg/L，8mg/L，16mg/L）能在土壤中迅速进入降解，半衰期为1d，含量变化呈“L”型.

关键词:

高效液相色谱；金霉素；土壤；降解

Thedegradationofchloroteracyclineinsoil

YanChengcheng

（DepartmentofChemistry，CollegeofScience,HebeiNorthUniversity，ZhangjiakouHebei，075000,China）

Abstract:

ThispaperdevelopedtheHPLC/UVtodeterminetheresiduesofchloroteracyclineinsoilsample,andstudiedthedynamicchangesandthedegradationofchloroteracyclinebytheindoorsimulationtrainingtest.HomogeneoussampleswereextractedbyMcllvaine-Na2EDTAbuffersolution（PH4.0±0.5）,wasultrasonicextractedandcentrifuged,thentheextractivesolutionwasthroughthemembranefiltration,anddetectedusingHPLC/UV.Thelinearconcentrationofchloroteracyclinerangedfrom0.05µg/mLto0.8µg/mL,andthecorrelationcoefficientwasabove0.99.Therecoverieswere86.44%~96.18%.Theresultsshowedthatthechloroteracycline（dosage4mg/L,8mg/L,16mg/L）canquicklybedegradatedinsoilandthechangesofcontentshowed"L"type.

Keywords:

highperformanceliquidchromatography（HPLC）;chloroteracycline;Soil;degradation

1前言

金霉素（chloroteracycline，CTC）属于四环素类抗生素药物，是由链霉菌产生的一类广谱抗生素，分子结构如图1所示，主要用于防治动物肠道感染和促进动物生长，在猪和肉鸡上应用最为广泛[1].

图1金霉素分子结构

研究表明，动物饲喂四环素后，有25%～75%甚至70%～90%被排放到粪便废弃物中且不易被降解，并且在施用粪肥的土壤中长期持留[2]，将给土壤带来严重的生态风险[3].中国大多数规模化畜禽养殖场缺少环境治理和综合利用设施，畜禽粪便会不经妥善处理直接排入环境.随畜禽粪便进入土壤的金霉素在土壤中的留存与分解状况不但可以预示这类抗生素的环境风险，而且可能影响作物的生长状况.目前研究主要集中在金霉素在某种畜禽粪便中的降解情况或在粪肥及土壤中的吸附解吸情况[4]，金霉素可被畜禽粪便强力吸附，在新鲜的粪肥中含量很高，中国7省、市、自治区的典型规模化养殖场猪粪中金霉素平均含量为3.57mg·kg-1，最高达121.78mg·kg-1，经过堆腐处理后，其含量有所下降，自然光照下金霉素在鸡粪中的降解半衰期为3.24d，降解率可达97%[5,6].外源添加纯品金霉素在土壤中降解过程主要发生在前10d，且对土壤酶活性有抑制作用，用动物排泄物施肥的土壤，0～40cm土层金霉素最大浓度高达26.4mg·kg-1[7].但有关于畜禽粪便中所含的金霉素进入土壤后的动态变化情况还鲜见报道.因此，本研究通过室内模拟培养试验方式，研究金霉素进入土壤后的动态变化规律及变化差异，并探讨其含量变化的机制，为环境的保护提供科学依据.

2实验部分

2.1仪器与试剂

2.1.1实验仪器

LC-2OAT液相色谱仪，配SPD-20A紫外可见检测器和CBM-102色谱工作站（岛津有限公司）；

　　JJW-300精密净化交流稳压电源（东方集团易事特公司）；

　　YP-ODS色谱柱（150L×4.6）（岛津有限公司）；

　　DP-01真空泵（Tianjin，Do-chromtechnologyCo.Ltd.）；

　　800型离心沉淀器（上海手术器材厂）；

　　MS1振荡器（IKA）（德国，IKAW公司）；

全套过滤玻璃设备;

电子天平（感量0.1mg）（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；

　　500mL棕色试剂瓶，100mL容量瓶；

　　移液管（1mL、5mL、10mL、25mL、50mL）；

　　100mL量筒；

　　5mL全玻璃注射器；

　　50mL烧杯若干；

　　10mL聚丙烯试管若干；

　　0.45μm水性滤膜；

　　一次性纸杯；

　　滴管；

　　吸耳球；

　　PH试纸；

　　保鲜膜.

2.1.2实验试剂

金霉素（CTC）标准品，纯度92.5%（德国进口）；

甲醇，液相色谱专用纯度，（天津市永大化学试剂有限公司）；

乙腈，色谱纯，（天津市永大化学试剂有限公司）；

柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠、草酸，均为分析纯，（天津市北方天医化学试剂厂）；

纯净水，代替二次水，（天津市娃哈哈饮料有限公司）.

2.2溶液配制

金霉素标准储备溶液:

准确称取金霉素标准物质0.0108g溶于甲醇（色谱纯），定容100mL，获得浓度为1.000mg/mL（1000mg/L）的标准储备液，4℃冷藏.临用前再按要求配成系列标准溶液.

金霉素标准工作溶液：

准确移取一定体积的标准储备液，加水稀释，配制浓度为1、2、4、5、8、10mg/L溶液.

Mcllvaine-Na2EDTA缓冲溶液（提取液），分别称取12.9g柠檬酸、10.9g磷酸氢二钠、37.2g乙二胺四乙酸二钠，加900mL水溶解后，用1mol/L氢氧化钠溶液调pH至4.0±0.5，加水稀释至1000mL.

2.3土壤样品的制备和金霉素的提取

2.3.1土壤样品的制备：

土壤样品取自河北北方学院西校区实验田，土壤为耕作土层，采集土壤样品大于10Kg，自然风干、粉碎、缩分，获得实验土样2Kg，土壤进一步自然风干，粉碎，过筛（100目，0.2mm），室温20℃烘干12h，将其全部放入密封袋中，以待备用.

2.3.2金霉素的提取

准确称取2g土壤样品于10mL聚丙烯离心管中，准确加入Mcllvaine-Na2EDTA提取溶液5mL，涡旋混匀2min，超声提取5min，以3500r/min离心10min后，将上清液移入至另一10mL聚丙烯离心管中，残留物再加入5mL提取液提取1次，3500r/min离心5min，合并提取液备用.准确移取上清液2mL过0.45µm的水性膜，进行HPLC/UV分析.

2.4HPLC/UV测定色谱柱：

色谱柱：

YP-ODS柱（C18柱）

检测器：

紫外检测器（UV），波长355nm

流动相：

甲醇－乙腈（1:

3，V/V）-0.01mol/L草酸（经过过滤处理）（4:

6,V/V），使用前超声脱气10min.

流速：

1.0mL/min

柱温：

25℃

进样量：

20μL

2.5金霉素的降解试验

2.5.1降解浓度的设立

参考文献资料和金霉素的最大残留限量值（最大值600mg/kg，肾），以及仪器检测结果设立了三个金霉素的药物的降解浓度，即4mg/L，8mg/L，16mg/L

2.5.2土壤处理

试验前，准确称取500g制备好的干燥的土壤加水至最大含水量的50%-60%，（最大含水量采用纸杯滴水法测定），混合均匀至于塑料袋中2h，使水分混合均匀.

2.5.3称取土样

准确称取5g处理好的土壤样品于干净的纸杯中，共称取90份，其中每个浓度做3次重复，每个浓度做9个点，共81份，同时做空白，共计90份,

2.5.4降解试验

称取好的土样烧杯做好标记，添加相应浓度的药物标准溶液，然后用保鲜膜覆盖好，防止水分流失，在上面扎几个小孔，置于室温度稳定的环境中培养，所有样品采用称总重法每周调节含水量一次，根据标号分别在固定的时间内取出测定，（取样时间：

0h、2h、5h、10h、1d、2d、5d、10d、15d），所取样品当天处理测定完成.

3实验结果与讨论

3.1HPLC/UV色谱分析条件的确立与优化

在采用HPLC/UV检测金霉素时，为了有效地降低金霉素的去质子化作用，流动相一般选用酸性溶液，如磷酸盐缓冲液、醋酸盐缓冲液、柠檬酸、乙酸、磷酸、草酸、甲酸等，其中最常用的是草酸和甲酸.由于实验过程中使用甲酸作流动相，存在基线漂移的现象，而且柱压明显升高，所以本实验使用草酸，但是配制流动相之前必须进行过滤！

流动相中的有机相，如甲醇、乙腈对金霉素的色谱分离和检测灵敏度有较大的影响.当流动相中只含有甲醇时，虽然分离度较好，但是洗脱速度慢；当流动相中只有乙腈时，虽然洗脱速度快，但是分离度变差.因此，在本实验中同时选用甲醇、乙腈和草酸作为流动相，其中草酸的浓度为0.1mol/L.同时参考文献，确定了三者之间的比例.优化的流动相为甲醇/乙腈（1:

3，V/V）-0.01mol/L草酸（经过过滤处理）（4:

6,V/V）.在优化的色谱条件下，获得的金霉素的色谱图如图2所示.比采用此条件对浓度为1、2、4、5、8、10mg/L的金霉素标准溶液进行测定，获得的标准曲线如图3所示，标准曲线方程为y=7256.1x+158.98，R²=0.9987符合所进行实验色谱分析的要求.

图2金霉素标准谱图