蔬菜对水中磺胺甲恶唑的吸收与累积作用

李 婧，崔诗瑶，曹海艳，范力博，苏玉红

（新疆大学化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830046）

蔬菜对水中磺胺甲恶唑的吸收与累积作用

李 婧，崔诗瑶，曹海艳，范力博，苏玉红

（新疆大学化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830046）

为了进一步阐明环境中抗菌药物在土壤—蔬菜系统中的迁移过程与规律，以磺胺甲恶唑（SMX）为目标抗菌药物，采用水培蔬菜方式，测定根际暴露24 h内上海青、木耳菜和快菜体内SMX含量的变化，对比根际暴露24 h后SMX在植物体不同部位中的浓度分布，计算SMX在蔬菜叶中的累积速率，研究SMX的迁移规律。结果表明，根际分泌物不会影响上海青和快菜根际吸收SMX，但会影响SMX从根部向叶中传输；根际分泌物不仅会促进木耳菜根际吸收SMX，同时也会影响木耳菜根部吸收的SMX向叶中迁移；根际暴露1 h内即可在叶中检出29.6～383.2 μg/kg的SMX；3种蔬菜叶中SMX的累积速率普遍随暴露时间增加而降低，且不同蔬菜的累积速率有所差异。植物根际SMX浓度及植物根际分泌物可能影响SMX向植物中的迁移。

磺胺甲恶唑；吸收；累积；蔬菜；高效液相色谱法

磺胺甲恶唑（SMX）是磺胺类广谱抗菌剂中的一种，可与甲氧苄氨嘧啶（TRM）以5∶1的质量比联合应用于敏感菌引起的人畜呼吸道、泌尿道感染。人畜服用的SMX大多不能被机体完全吸收，通常以原药或代谢产物的形式随粪尿排出体外，而这些粪尿又作为有机肥广泛施用于作物土壤中。有研究表明，环境介质中SMX的降解受光照、水解及微生物的影响［1-5］，而SMX在土壤中的降解规律符合二级指数模型，且Cu能够抑制SMX的全量降解［6］。环境介质中的SMX虽然能够被降解，但由于污染源的持续排放，其仍以痕量水平存在于环境介质中，长期暴露在该浓度下的动物、植物、微生物仍会受到影响［7-8］。此外，研究者在肉类及蔬菜中也检出了多种抗菌药物［9-12］，虽然这些食品中的抗菌药物残留量低于日允许摄入量，但长期食用导致的风险也不能忽略。有研究表明，食源性抗菌药物的暴露与儿童肥胖的发生风险之间呈正向相关［13］。

土壤中的抗菌药物能被不同作物吸收并在体内不同部位累积［14-16］，所检测到的含量为各种抗菌药物在植物体内的累积总量，难以用于判断抗菌药物在植物体内的吸收、传输效率和累积速率，不利于全面认识和理解抗菌药物在土壤—植物系统内的迁移和转换规律。因此，该研究利用酸性水溶液提取—SPE富集浓缩（自制MIP-SPE小柱）—高效液相色谱法测定方法，拟探讨根际暴露时间不同时，SMX在上海青、木耳菜和快菜3种水培蔬菜叶中的含量及其累积速率，考查24 h处理后3种蔬菜各部位中SMX的浓度分布，并初步探索根际分泌物对植物吸收与传输SMX的影响。研究结果可为进一步阐明抗菌药物在土壤—植物系统中的迁移规律，建立蔬菜中抗菌药物的迁移模型，开展蔬菜中抗菌药物通过食物链带来的健康风险评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器 磺胺甲恶唑（SMX，北京百灵威化学技术有限公司，98%），甲醇（天津市百世化工有限公司，分析纯），冰乙酸（天津市百世化工有限公司，分析纯），盐酸（天津市百世化工有限公司，分析纯），乙腈（北京百灵威化学技术有限公司，色谱纯），磷酸（天津市百世化工有限公司，分析纯）。超声波细胞粉碎机（JY92-ⅡN，宁波新芝生物科技股份有限公司），离心机（TBL80-2B，上海安亭科学仪器厂），高效液相色谱仪配备紫外—可见检测器（P230Ⅱ，大连依利特股份有限公司），SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵 （郑州长城科工贸有限公司），PHS-3C精密pH计 （上海雷磁厂），FDY2002-SUV超纯水仪（富勒姆科技有限公司）。

1.2 HPLC分析条件 SpursilC18色谱柱（4.6mm× 250 mm）；检测波长270 nm；进样量10 μL；流动相为乙腈∶0.01 mol/L磷酸水溶液（20∶80，V/V）。

1.3 抗菌药物根际暴露试验及样品采集与前处理分别用蒸馏水和根际液配制含不同浓度SMX的4组营养液，其中C1、C2营养液用蒸馏水配制，C3、C4营养液用根际液配制，营养液中SMX浓度为C2＞C1、C4＞C3。上海青每组设4个平行，木耳菜和快菜每组设3个平行，每瓶溶液体积均为60 mL。随后每瓶加入预选优选出的植物1株。在不同的设定时刻（T＝1、3、8、24 h）分别取3种蔬菜的不同部位，洗净拭干后称量鲜重，用pH值=3的蒸馏水研磨—超声提取，提取液离心后取上层清液，用自制的前处理装置富集后（MIP特异吸附），以甲醇∶乙酸=9∶1（V/V）的混合液洗脱，将洗脱液用N2吹至近干，用甲醇定容至0.1 mL后，用HPLC分离测定洗脱液中目标抗菌药物的含量 （方法加标回收率为65.98%～102.3%，RSD=15.57%，n=6，加标浓度10～1 000 μg/kg）。

2 结果与分析

2.1 SMX在植物体内的浓度分布 分别以水培蔬菜上海青、木耳菜和快菜作为试验对象，在含有SMX的营养液中根际暴露处理24 h后，测定3种蔬菜不同部位的SMX浓度。由表1可知，根际暴露处理24 h后，利用C2和C3营养液培植的木耳菜体内SMX总含量高于用同种营养液培植的上海青和快菜。

表1 24 h处理后SMX在3种蔬菜不同部位中的浓度分布 μg/kg，μg

上海青在由蒸馏水和根际液配制的含高浓度SMX的营养液（C2、C4）中根际暴露处理24 h后，其根、茎、叶中的SMX浓度分布分别存在显著性差异（0.01＜P＜0.05）和极显著性差异（0.001＜P＜0.01），而在由蒸馏水和根际液配制的含低浓度SMX的营养液（C1、C3）中根际暴露处理24 h后，上海青体内不同部位的SMX浓度分布无显著性差异 （P＞0.05）。用根际液配制的含高浓度SMX的营养液（C4）处理的上海青根中SMX浓度与用蒸馏水配制的含高浓度SMX的营养液（C2）处理的上海青根中SMX浓度差异不明显，但用前者处理的上海青叶中SMX浓度明显高于用后者处理的上海青叶中SMX浓度，提示根际分泌物不会影响上海青根际吸收SMX，但会影响SMX从根部向叶中传输。

木耳菜在用蒸馏水配制的含低浓度SMX的营养液（C1）中根际暴露24 h后，其根、茎、叶中SMX的浓度分布存在显著性差异（0.01＜P＜0.05），但在其他营养液中根际暴露24 h后，不同部位的SMX浓度分布无显著性差异（P＞0.05）。木耳菜在用蒸馏水和根际液配制的含SMX的营养液中根际暴露处理24 h后，后者处理（C3、C4）的木耳菜不同部位SMX含量及体内SMX总含量均明显高于前者（C1、C2），提示根际分泌物不仅会促进木耳菜根际吸收SMX，同时也会影响木耳菜根部吸收的SMX向叶中迁移。

快菜体内不同部位SMX的浓度分布无显著差异 （P＞0.05）。快菜在用蒸馏水和根际液配制的含SMX的营养液中根际暴露处理24 h后，后者处理（C3、C4）的快菜不同部位SMX含量及体内SMX总含量均明显高于前者（C1、C2），提示根际分泌物不仅会促进快菜根际吸收SMX，同时也会影响快菜根部吸收的SMX向叶中迁移。

2.2 SMX在植物叶中的浓度和累积速率 在不同的根际暴露时间点分别测定了3种水培蔬菜叶中的SMX浓度，并计算其累积速率，结果见表2～表4。由表2～表4可知，在限定的处理时间内，SMX能快速被蔬菜吸收并传输到叶中，处理后1 h即可在3种蔬菜叶中检出29.6～383.2 μg/kg的SMX，且3种蔬菜叶中SMX的累积速率普遍随着处理时间增加而降低。此外，不同蔬菜的累积速率有所差异，快菜的SMX累积速率较上海青和木耳菜低。用含不同SMX浓度的营养液对蔬菜进行根际暴露处理24 h内，3种蔬菜叶中SMX浓度基本不受根际液中SMX含量的影响。

表2 不同处理时间SMX在上海青叶中的浓度及累积速率 μg/kg，μg/（kg·h）

表3 不同处理时间SMX在木耳菜叶中的浓度及累积速率 μg/kg，μg/（kg·h）

表4 不同处理时间SMX在快菜叶中的浓度及累积速率 μg/kg，μg/（kg·h）

3 结论

在水溶液中，SMX能够迅速被蔬菜根部吸收并传输至地上部，处理1 h内即能在上海青、木耳菜和快菜叶中检出较高浓度的SMX；SMX的吸收与累积效率及植物品种有关；根际分泌物对3种植物吸收和累积SMX产生影响。

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The Absorption and Accumulation Ability of Vegetables on Sulfamethoxazole in Water Solution

LI Jing，CUI Shi-yao，CAO Hai-yan，FAN Li-bo，SU Yu-hong
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Xinjiang University，Urumqi830046，China）

The aim of the present study was to clarify the migration processes and rules of environmental antibiotics in the soilplant system.The sulfamethoxazole （SMX）was used as target antibiotic to characterize its content variation in soilless cultivated pakchoi,Malabar spinach and Chinese cabbage during a 24 h root exposure.The concentration distribution of SMX in different parts of the selected vegetables after 24 h root exposure was statistically assessed and the accumulation rate of SMX in the leave of the vegetables was calculated to evaluate the migration rules of SMX.The results revealed that root exudates showed no effect on absorption of SMX in root of pakchoi and Chinese cabbage,but they showed effect on SMX transmission from root to leave;root exudates not only promoted the absorption of SMX in root of Malabar spinach,but also showed effect on transmission of SMX absorbed from root to leave;29.6-383.2 μg/kg of SMX could be determined in the leave of the selected vegetables after 1 h root exposure;the accumulation rate of SMX in the leave of the vegetables was generally reduced with the extension of root exposure time,and it varied in different varieties of vegetables.The combined data suggests that the concentration of SMX in root and root exudates may have influence on the migration of SMX to the plants.

sulfamethoxazole；absorption；accumulation；vegetables；high performance liquid chromatography

TQ455.19；X56

A文章顺序编号：1672-5190（2016）09-0012-03

2016－08－15

项目来源：国家自然科学基金（41361072）。

李婧（1992—），女，硕士研究生，主要从事环境污染及其风险研究工作。

苏玉红（1973—），女，教授，博士，主要从事环境污染及其风险研究工作。

（责任编辑：赵俊利）