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磺胺类抗生素（SAs）是一类人工合成的抗菌类药物，因其广谱抗菌性而被频繁用于畜禽养殖业。而被动物摄入体内的抗生素并不能完全被动物吸收利用，约有 25-75%的药物以原药形式经畜禽粪便排出体外，并通过畜禽粪肥还田进入农田土壤环境。抗生素进入农田生态环境后，能够造成农田土壤中的微生物群落结构破坏、诱导抗性基因的产生、随地表径流污染其周边河流、随雨水下迁移至深层土壤甚至可经农作物富集，从而对农田生态系统造成影响。为探究其对农田生态系统和人体健康的潜在风险，本文选取农田土壤中常被检出的4种典型SAs，磺胺甲噻二唑（SMT）、磺胺甲氧基哒嗪（SMP）、磺胺间二甲氧嘧啶（SMM）和磺胺二甲基嘧啶（SM2），通过微波萃取、固相萃取前处理结合高效液相色谱串联质谱技术（ MAE-SPE-UHPLC-MS/MS），研究了4种SAs在水稻田和蔬菜地土壤中的降解动力学及在水稻植株中的富集分布；并通过微波萃取、固相萃取前处理结合高效液相色谱串联飞行质谱技术（ MAE-SPE-UHPLC-Q-TOF/MS）研究了其在不同种植功能农田土壤中的降解途径及转化产物。论文主要的研究结论如下：
（1）建立4种典型SAs的高效液相色谱串联质谱（UHPLC-MS/MS）检测方法，优化液相色谱分离条件、质谱条件及离子源参数；确 定了土壤、畜禽粪便和植物组织样品前处理方法，分别选用甲醇-磷酸盐缓冲溶液（V:V=1:1）混合液、甲醇-EDTA缓冲溶液（V:V=1:1）混合液和甲醇-柠檬酸溶液（V:V=1:1）混合液作为土壤、畜禽粪便和植物组织样品的提取溶液。SMT、SMP、SMM和SM2的方法检出限（3倍信噪比）分别为：0.04、0.39、0.03和0.12μg·L-1和定量限（10倍信噪比）分别为：0.14、1.30、0.11和0.40μg·L-1。
（2）在水稻田/蔬菜地土壤中，4种SAs均能在土壤灭菌/未灭菌培养条件下降解，且在灭菌土壤中的降解速率及降解去除率小于未灭菌土壤；抗生素的降解速率和最终降解去除率都与土壤抗生素初始浓度呈负相关关系，抗生素污染程度越高，对土壤微生物活性抑制作用越强，抗生素降解速率越低；添加有机肥对抗生素的降解速率和降解残留水平的影响可忽略不计；相较于水稻田土壤，磺胺类抗生素更易在蔬菜地土壤中降解。
（3）通过UHPLC-Q-TOF/MS检测表明，磺胺类抗生素主要发生苯氨基氧化、五元环开环、五元环加成、N-C键断裂、水解（包括S-N键断裂、S-C键断裂）、脱甲基化、脱醚基、脱氨基化、六元杂环加成、甲基羟基化等反应，并与游离态苯胺、羟基等作用转化成相应降解产物。SMT、SMP、SMM 和SM2在蔬菜地土壤中均能发生水解反应（S-C键断裂、S-N键断裂）生成氨基苯磺酸和游离的苯胺，能在游离羟基的攻击下发生反应并互相结合生成 C18H16N2O3S （m/z=304.3）；SMP、SMM和SM2均能在土壤中通过S-N键断裂，生成对氨基苯磺酸，并在土壤游离的羟基和氨基作用下，反应生成3-羟基-4,5-二甲基-氨基苯磺酸（C6H8N2O4S, m/z=205.1），这两种化合物的形成均是由磺胺类抗生素的特有基团氨基苯磺酰胺决定的。
（4）在4种施肥模式（纯化肥、沼液和化肥、鲜粪和化肥、有机肥和化肥）下，除纯化肥施用，其他三种施肥模式SMP、SMM和SM2 均在水稻植株中被检测出，表明磺胺类抗生素能够向水稻植株体内迁移并被富集；SMP、SMM和SM2在进入水稻后可向茎叶迁移， SAs主要分布在水稻植株根系和茎叶；且含量极低，并未向稻米中转移，暂不存在抗生素引起的食品安全风险。
（1）建立4种典型SAs的高效液相色谱串联质谱（UHPLC-MS/MS）检测方法，优化液相色谱分离条件、质谱条件及离子源参数；确 定了土壤、畜禽粪便和植物组织样品前处理方法，分别选用甲醇-磷酸盐缓冲溶液（V:V=1:1）混合液、甲醇-EDTA缓冲溶液（V:V=1:1）混合液和甲醇-柠檬酸溶液（V:V=1:1）混合液作为土壤、畜禽粪便和植物组织样品的提取溶液。SMT、SMP、SMM和SM2的方法检出限（3倍信噪比）分别为：0.04、0.39、0.03和0.12μg·L-1和定量限（10倍信噪比）分别为：0.14、1.30、0.11和0.40μg·L-1。
（2）在水稻田/蔬菜地土壤中，4种SAs均能在土壤灭菌/未灭菌培养条件下降解，且在灭菌土壤中的降解速率及降解去除率小于未灭菌土壤；抗生素的降解速率和最终降解去除率都与土壤抗生素初始浓度呈负相关关系，抗生素污染程度越高，对土壤微生物活性抑制作用越强，抗生素降解速率越低；添加有机肥对抗生素的降解速率和降解残留水平的影响可忽略不计；相较于水稻田土壤，磺胺类抗生素更易在蔬菜地土壤中降解。
（3）通过UHPLC-Q-TOF/MS检测表明，磺胺类抗生素主要发生苯氨基氧化、五元环开环、五元环加成、N-C键断裂、水解（包括S-N键断裂、S-C键断裂）、脱甲基化、脱醚基、脱氨基化、六元杂环加成、甲基羟基化等反应，并与游离态苯胺、羟基等作用转化成相应降解产物。SMT、SMP、SMM 和SM2在蔬菜地土壤中均能发生水解反应（S-C键断裂、S-N键断裂）生成氨基苯磺酸和游离的苯胺，能在游离羟基的攻击下发生反应并互相结合生成 C18H16N2O3S （m/z=304.3）；SMP、SMM和SM2均能在土壤中通过S-N键断裂，生成对氨基苯磺酸，并在土壤游离的羟基和氨基作用下，反应生成3-羟基-4,5-二甲基-氨基苯磺酸（C6H8N2O4S, m/z=205.1），这两种化合物的形成均是由磺胺类抗生素的特有基团氨基苯磺酰胺决定的。
（4）在4种施肥模式（纯化肥、沼液和化肥、鲜粪和化肥、有机肥和化肥）下，除纯化肥施用，其他三种施肥模式SMP、SMM和SM2 均在水稻植株中被检测出，表明磺胺类抗生素能够向水稻植株体内迁移并被富集；SMP、SMM和SM2在进入水稻后可向茎叶迁移， SAs主要分布在水稻植株根系和茎叶；且含量极低，并未向稻米中转移，暂不存在抗生素引起的食品安全风险。