水-沉积物体系中常用心血管药物残留对产甲烷的影响文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

1. 研究背景及目的

随着心血管药物如缬沙坦、厄贝沙坦等在临床上的大量使用，其在环境中的残留量也逐渐增加，部分药物进入水体后会在水体中残留或被吸附到沉积物或悬浮物中而造成在环境中的长期残留；与此同时，沉积物中存在的产甲烷菌能够利用大分子有机物分解后产生的小分子底物进行反应，产生甲烷，而甲烷是重要的温室气体之一，其对全球温室效应的贡献率已达到了30-40%^[1]，引起了越来越多的关注。大气中的甲烷主要来自人类生产活动以及自然生态系统释放，其中自然生态系统释放量占总释放量的 40-50%^［2］。在自然释放源中，湖泊生态系统释放量约占自然生态系统总释放量的 16-24%^［3］，而湖泊中的 CH4 主要来源于沉积物，是有机物厌氧分解的终端产物，沉积物中 CH4 的产生和氧化影响到湖泊 CH4 的释放，是湖泊碳循环的重要组成部分^[4]。

目前对产甲烷的研究多集中于探究基质中影响产甲烷菌活性的因素（pH、温度、底物浓度、氧化还原电位、有机物等）以及动物粪便、农作物等对厌氧发酵产甲烷的作用^[5~10]，总体而言，影响沉积物 CH4 产生的关键因素主要有两个：一是有机碳的含量和矿化率，二是 CH4产生菌的生物量和活性；各种影响 CH4 产生的因素，如电子受体和温度等，都是直接或间接的影响了这两个方面^[4]。心血管药物作为大分子有机物，很有可能对产甲烷过程有影响，但同时其作为药物，也可能对微生物的活动产生抑制，而目前尚未有相关文献提及此方面的研究，故而其影响仍需要特定的实验去探究与论证。由此，本课题拟以缬沙坦和厄贝沙坦这两种常用心血管药物为切入点，探究其在厌氧条件下对沉积物中产甲烷菌产气量的影响，讨论该行为对全球变暖重要温室气体甲烷的贡献。

2、实验过程

采集镜湖沉积物样品，除去上覆水之后，弃去上层颜色偏棕的浅层底泥，挑去草根、石子与贝壳等，然后使用搅拌器将泥样混匀待用。分别称取适量缬沙坦和厄贝沙坦，以1%的甲醇为溶剂，配置成浓度为0.2、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0mg/L的药液，曝气除氧后置于暗处待用。

经过挑选并搅拌均匀的沉积物样品自然风干，用100目筛子过筛后储存，根据国标等方法测定理化性质（总氮、总磷、有机质、含水率）。

分别称取20g沉积物于100ml盐水瓶中，加入20ml药液，混匀，每个浓度设置5个平行样，同时设置一组对照（将药液换成1%的甲醇）。在每个反应体系中装入厌氧指示条后加塞密封，曝15min氮气，确保厌氧环境，然后置于恒温摇床中12h，使其充分混匀。取2ml反应体系中的气体，用GC测定甲烷含量，再将反应体系置于恒温培养箱中培养，每隔三天在同一时间取一次样测定体系中甲烷浓度，累计观测一个月，测定10次左右，实验过程中要注意观察厌氧指示条的颜色，当体系中含氧时，指示条会从白色变为红色，且氧气含量越高，颜色越深，故而当指示条变红时表明体系可能存在漏气的情况，应检查或弃用。

一轮观测结束后用HPLC分析药物浓度，同时测定沉积物理化属性以及筛分菌种。

最后重复实验，检验重现性和准确性，同时分析实验数据，对比每次不同培养时间、不同药物以及不同药物浓度条件下的甲烷浓度，得出相应结论。

3、分析方法