磺胺类抗生素在水环境中的光化学行为

磺胺类抗生素(SAs)是水环境中广泛存在的一类新型污染物,因其具有"准"持久性和潜在的生态风险而备受关注.表层水体中,SAs具有多种解离形态,表现为"复合"的光化学行为,从而影响其环境归趋及生态风险.本文总结了水环境中SAs光化学行为研究的最新进展,介绍了该类污染物的直接、间接和自敏化光解动力学,讨论了p H和溶解性物质对其光解动力学的影响机制,评述了其光化学转化路径及羟基自由基氧化机理,简述了该类抗生素的光催化降解和光致毒性效应.最后,对SAs的光化学行为研究进行了展望.     

兽药抗生素对生态环境的混合毒性研究进展

抗生素是环境中普遍存在的污染物,畜牧水产养殖是其主要来源之一.环境中可能同时存在多种抗生素残留,因此单一药物的毒性评价难以反映抗生素对生态环境的影响,应探究其混合物的毒性效应.本文在总结大量文献的基础上,介绍了兽用抗生素的残留现状,总结了兽用抗生素对生态环境的混合毒性研究进展,讨论了兽用抗生素残留对土壤生物和水生生物的生态毒性效应,最后对兽用抗生素的环境混合毒性研究进行了展望.     

典型全氟烷基酸的光/电催化降解：性能提升策略与反应机制

全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在全球水体中普遍存在,且对生物体和人体均具有潜在毒害作用,是近年来被广泛关注的主要污染物之一.水环境中PFAAs的去除和降解是降低其生态健康风险的重要手段,也是目前研究的焦点之一.PFAAs分子中所有C—H键均被C—F键取代,特殊的结构使PFAAs具有极高的化学稳定性,常规的氧化技术难以实现水环境中PFAAs的有效降解.光催化氧化和电催化氧化是目前处理难降解有机污染物的两种主要高级氧化技术,也是研究水环境中PFAAs降解去除的主流关键技术.以全氟辛基羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛基磺酸(perfluorooctane sulfo nates,PFOS)为研究PFAAs降解的两类典型代表,本文综述了近年来光催化氧化和电催化氧化两种技术在水相PFOA和PFOS降解研究的文献报道,对提高PFAAs降解效率所采用的主要技术改进策略及其背后的理论机制进行了梳理和总结.基于提高催化反应活性物质产率,增加活性反应位点和反应物传质效率以及提高反应体系稳定性等优化策略,对光催化中催化剂和电催化中电极...     

纳米颗粒对淡水藻类生长的影响:毒性机制与复合毒性

近年来,纳米颗粒在生活、工业生产中的应用日益广泛,而这些纳米颗粒的应用引起的一系列环境问题越来越被密切关注.纳米材料在使用过后不可避免地会释放到水环境中,不仅会影响水生生物的生长代谢,也会污染水体,影响水源水质.而藻类作为水生食物链的初级生产者,对于纳米颗粒在水环境中的积累和迁移起着至关重要的作用.本文首先总结了不同种类的纳米颗粒对水环境中不同藻类生长代谢的影响和相关的毒性机制,包括破坏细胞完整性、氧化应激胁迫、破坏光合系统、基因水平异常和有毒物质的释放等.其次,系统总结了纳米颗粒表面特性(如粒径、晶型、表面电荷、亲疏水性、光敏性、表面涂覆、老化和纳米颗粒的均相与非均相等)、水环境影响因素(如自然有机物质、环境胶体、离子强度、pH、硬度、光照和温度等)和藻类胞外聚合物对纳米材料毒性的影响.最后,还综述了水环境中关键污染物和纳米颗粒对藻类的复合毒性.对于纳米颗粒对水环境中藻类生长的毒性作用、影响机制以及复合毒性的系统总结,有利于全面了解纳米颗粒的环境行为和生物毒性.     

水体中微污染磺胺嘧啶光催化降解行为

抗生素在人体健康和畜牧业生产中起到了积极的作用,但是未被完全吸收和利用的抗生素或其代谢物将通过尿液、粪便排泄等途径进入水体,对水环境的生态安全性及人体健康构成威胁,因而,痕量抗生素在环境中的出现及其潜在危害引起了越来越多的关注.对使用较为广泛的广谱抗菌剂磺胺嘧啶(SDZ)在水中的光催化氧化降解行为进行研究,探讨了反应过程中光照、TiO2的用量、反应起始pH、SDZ的初始质量浓度、反应时间等因素对SDZ降解效率的影响.研究结果表明,SDZ降解符合一级动力学规律,当pH=6.7、SDZ初始质量浓度为2.O mg·L-1、TiO2用量为80 mg·L-1、反应时间为60 min时,SDZ的降解率达到99.9%.结果表明,UV-TiO2光催化氧化能够有效降解水中的磺胺类微污染物.     

典型类雌激素的降解方法及其影响因素研究进展

类雌激素是一类新兴污染物,目前在环境中普遍存在,且在极低浓度下可对生物体和环境产生重大威胁.本文重点介绍了酚类、天然类固醇类和邻苯二甲酸酯等3种典型类雌激素的来源、环境分布特征及其生物毒性,综述了典型类雌激素的最新化学降解法(直接光解法和高级氧化法)和生物降解法(菌类降解法和藻类降解法)及其特点.直接光解法操作简便,但降解效果不佳;高级氧化法能快速高效地去除类雌激素,但操作相对复杂、影响因素较多;生物降解法的应用性强,但处理周期长、受环境因素影响大.此外还阐述了类雌激素的降解机理及其影响因素,最后对典型类雌激素的多种高效联合降解技术提出了展望.     

氨及其氧化产物对TiO_2/ACF光催化降解甲苯的影响

利用自制的复合材料二氧化钛/活性炭纤维(TiO2/ACF)和自行设计的环境模拟舱,对吸附在TiO2/ACF上的甲苯和氨进行了光催化降解研究。重点考察了氨及其氧化产物对甲苯光催化降解的影响。结果表明,在254 nm紫外灯照射下,氨与甲苯产生竞争光催化降解效应,甲苯光催化降解效率降低;NO2-和NO3-是氨光催化氧化产物,NO2-进一步氧化抑制甲苯降解,而NO3-的存在对甲苯降解没有明显影响;氨及其氧化产物均未导致催化剂失活。     

草铵膦和草甘膦在水环境中的行为和毒性效应研究进展

草铵膦和草甘膦均为灭生性广谱除草剂,具有低毒、高效的特点,是目前世界上使用最多的2种有机磷类除草剂,广泛应用于防除果园、非耕地等的杂草.在世界范围内广泛使用导致这2种农药越来越多地进入环境,尤其是水环境中.由于草铵膦和草甘膦在水中的溶解度大,且在水溶液中较稳定,目前在多地的水体中均检出2种农药残留.随着对草铵膦和草甘膦毒性研究的深入,有越来越多的研究结果显示这2种农药对水生生物存在一定的毒性.针对目前草铵膦和草甘膦在水体中的环境行为和毒性效应(包括对鱼类、藻类和其他水生生物的毒性效应)研究进展进行了总结,旨为草铵膦和草甘膦在水环境中的环境行为和对水生生物的毒性研究提供有益借鉴,为2种农药的合理使用提供参考.     

磺胺类抗生素复合污染降解菌的筛选及其降毒作用

磺胺类抗生素是环境中检测出率较高的一类污染物.微生物降解是一种相对安全、高效且成本低的污染物去除技术,而关于磺胺类抗生素复合污染降解菌对该类抗生素的去除及其降毒能力方面的研究较少.因此,以3种磺胺类抗生素:磺胺吡啶(SP)、磺胺氯哒嗪(SCP)和磺胺二甲嘧啶(SM2)为碳源,从土壤中筛选3种磺胺类抗生素复合污染的降解菌,应用时间毒性微板分析法,测定3种抗生素及其复合污染物在降解前、后对指示生物蛋白核小球藻的毒性效应,并分析降解菌对3种抗生素及其复合物污染物的降毒能力.结果表明,以SP、SCP和SM2为碳源筛选出2株(S1和S2)降解菌,其中,S1菌株对3种抗生素的降解能力优于S2菌株,并初步鉴定S1降解菌为马氏棒杆菌属;S1降解菌的生长状况和降解能力最佳条件:3种抗生素的混合浓度为1 500 mg·L-1,pH=7.0,温度30℃,转速为150 r·min-1以及接种量为2.0％;S1菌株降解后的抗生素及其复合污染物对蛋白核小球藻的毒性明显低于降解前的毒性,降毒率在99％以上;S1降解菌对3种磺胺类抗生素的降解能力为SM2＞SP＞SCP.     

三氯生对水生生物的毒性效应研究进展

三氯生(TCS)作为一种广谱抗菌剂,在个人护理品中的广泛应用,将使其不可避免地释放到水环境中.随着在河流、湖泊、河口系统等水环境以及水生生物体内检测到TCS,TCS对于水生生物的生态毒理效应引起了学者们的广泛关注.本文概述了TCS在水环境及水生生物体内的赋存状况,归纳总结了TCS对水生生物的急性毒性、亚急性毒性、酶及基因毒性、内分泌干扰性及其降解产物毒性,最后展望了TCS对水生生物的生态毒理效应这一研究领域的发展方向.     

Tetracycline antibiotics in the environment: a review

Tetracycline antibiotics are one of the primarily antibiotics groups used for veterinary purposes, for human therapy and for agricultural purposes. Amongst the different antibiotics used, more attention is paid to tetracycline’s as it exhibits serious environmental problems including ecological risks and human health damages. Due to their extensive usage, most of the actual evidence suggests that tetracycline antibiotics are omnipresent compounds found in different ecological compartments. After medication, more than 70 % of tetracycline antibiotics are excreted and released in active form into the environment via urine and feces from humans and animals. Their highly hydrophilic character and low volatility have resulted in significant persistence in the aquatic environment. Very few studies describe the fate and toxicity of tetracycline antibiotics in the environment. Here, we review several important issues with regard to: (1) the toxicity of these compounds on aquatic and terrestrial organisms; (2) their estrogenic effects; (3) their behavior in different ecological systems and; (4) the by-products generated during water treatment. These antibiotics residues promote the development of antibiotic resistant microorganisms, which can induce adverse effect to human health by increasing the risk of certain infections. Based on recent research results, the occurrence of tetracycline antibiotics in the environment inhibits the growth of some terrestrial and aquatic species. Besides, the residual concentrations of such drugs could affect steroidogenic pathway and consequently may cause endocrine disruption of aquatic species. Most of the wastewater treatment plants are not capable of removing effectively the tetracycline antibiotics. Therefore, there is a need to develop alternative processes to remove them from waters. Advanced oxidation processes have been proposed as alternative methods to ensure higher degradation and mineralization of tetracycline antibiotics are present in waters.     

四环素对铜绿微囊藻光合作用和抗氧化酶活性的影响

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为试验材料,研究了四环素暴露对铜绿微囊藻光合作用和抗氧化酶活性的影响。结果显示,0.80~35.00 mg.L-1四环素暴露胁迫4 d时,铜绿微囊藻的叶绿素荧光和潜在最大电子传递速率(Re,t,max)受到抑制,抑制作用随ρ(四环素)的增加而增强,最大抑制率分别为39.95%和44.08%;暴露7 d时,2者最大抑制率分别升高至59.48%和91.90%。抗氧化酶系统也受到四环素的影响,暴露4和7 d时,超氧化物歧化酶(SOD)活性分别下降30.36%~35.92%和25.03%~35.51%,不同四环素浓度组间差异不显著;过氧化物酶(POD)活性升高,在7 d内呈现诱导现象。可见,四环素暴露能够阻碍铜绿微囊藻光合作用,破坏抗氧化酶系统平衡,抑制藻类生物量的增长。     

纳米材料对藻细胞毒性效应及致毒机理

纳米材料因其独特的性质被广泛应用于生物医疗、光学工程、催化等领域。随着纳米材料的生产量逐年增大,越来越多的纳米粒子被释放到水生生态环境中,其生态毒性效应影响也备受人们的关注。本文根据纳米材料的分类总结了不同种类纳米材料对水生生态系统的初级生产者藻类的毒性效应,归纳了纳米材料影响藻类毒性大小的主要因素,如纳米材料的物理化学性质、水体性质和藻种等,并探讨了纳米材料对藻类的致毒机理,如金属离子溶出、氧化损伤和遮光效应等,最后总结展望了纳米毒理学研究的发展方向,以期为纳米材料对藻类的毒性研究提供一定的理论依据。     

抗生素与三唑类杀菌剂混合物对羊角月牙藻的长期毒性相互作用研究

地表水中抗生素与农药的混合暴露及其潜在生态与健康风险受到广泛关注。然而,目前关于抗生素与农药混合毒性研究大多仅考虑急性毒性,缺乏其长期毒性相互作用的研究。以较为广泛使用的2种抗生素土霉素(OXY)、环丙沙星(CIP)和1种三唑类杀菌剂农药戊唑醇(TCZ)及其二元混合物为研究对象,以生态系统中初级生产者绿藻(羊角月牙藻)为受试生物,研究目标混合物在暴露时间为96、120、144和168 h的长期毒性相互作用。结果表明,单一物质及其混合物随暴露时间延长而毒性增大;同一暴露时间点的单一污染物毒性大小顺序为OXYTCZCIP;混合物毒性相互作用与浓度、混合物组分和暴露时间三者密切相关;混合体系的拮抗作用均出现在高浓度区域,而中、低浓度区域呈协同作用或加和作用; OXY-CIP与CIPTCZ混合体系的协同作用随着暴露时间延长而协同作用逐渐增大。研究结果对水环境中抗生素与农药复合污染生态风险评估具有重要的现实意义。     

氟喹诺酮污染对淡水水生环境的影响—综述

截至目前,环境中抗生素的行为及其对生态毒性的影响仍被忽视。这一课题的范畴是宽泛的,涉及到广泛的生物体,包括栖居在各种水生生态系统中的微生物,藻类,无脊椎动物和脊椎动物等。改变这种系统中任何一个组成的平衡破坏了整个系统的平衡。在人类和动物医学中,氟喹诺酮的制造和频繁使用引起了对微生物抗生素耐药性流行率增加的高度关注,而且,除此之外,通过各种途径进入环境生态系统的抗生素母体和代谢物化合物的归趋也引起了环境影响关注。相关研究集中在分析环境样品中氟喹诺酮的存留浓度,并且经常使用动物评估模型来测试急性毒性,但是仍然不清楚在水生环境中低水平慢性接触对生命形态的生态毒性影响中起什么作用。本综述的目的是评估氟喹诺酮在动物和人类医学中的使用水平,确定其传播的途径,突出在淡水环境中的生态毒理学影。
精选自Nicol Janecko, Lucie Pokludova, Jana Blahova, Zdenka Svobodova, Ivan Literak. Implications of fluoroquinolone contamination on the fresh water aquatic environment -A review. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 11, pages 2647–2656, November 2016. DOI: 10.1002/etc.3552
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3552/full
     

邻苯二甲酸酯类环境激素降解研究

概括介绍了邻苯二甲酸酯类化合物的理化性质、毒性和致癌作用，以及其对环境生态系统的影响，论述了近年来在邻苯二甲酸酯类化合物的降解方面所取得的进展，重点讨论了邻苯二甲酸酯的光催化降解。     

Algae (Raphidocelis subcapitata) mitigate combined toxicity of microplastic and lead on Ceriodaphnia dubia

• Micro-plastics (MPs) significantly increase Pb toxicity. • Algae reduce the combined toxicity of MP and Pb. • The toxicity increase comes from high soluble Pb and MP-Pb uptake. • The toxicity reduction might come from energy related pathway. Microplastics (MPs) have been recognized as a new class of emerging contaminants in recent years. They not only directly impact aquatic organisms, but also indirectly impact these organisms by interacting with background toxins in the environment. Moreover, under realistic environmental conditions, algae, a natural food for aquatic organisms, may alter the toxicity pattern related to MPs. In this research, we first examined the toxicity of MPs alone, and their effect on the toxicity of lead (Pb) on Ceriodaphnia dubia (C. dubia), a model aquatic organism for toxicity survey. Then, we investigated the effect of algae on the combined toxicity of MPs and Pb. We observed that, MPs significantly increased Pb toxicity, which was related to the increase in soluble Pb concentration and the intake of Pb-loaded MPs, both of which increased the accumulation of Pb in C. dubia. The presence of algae mitigated the combined toxicity of MPs and Pb, although algae alone increased Pb accumulation. Therefore, the toxicity mitigation through algae uptake came from mechanisms other than Pb accumulation, which will need further investigation.     

畜禽环境中抗生素的去除及其风险评估

抗生素作为饲料添加剂广泛应用于畜禽养殖业,造成养殖环境抗生素大量蓄积,尤其是在畜禽粪便中,长期的积累不仅污染养殖场内土壤环境,残留的抗生素还会随畜禽粪便进入周边水体及农田环境,威胁农作物及人体健康。目前,国内相关研究主要集中在抗生素的降解工艺及降解规律方面,而对其去除效率的影响因素及风险评价研究相对较少。笔者综述了国内外抗生素的降解转化及去除方式等的研究进展,并概述了抗生素在畜禽环境中的生态风险评估的研究现状,为抗生素的高效去除、风险预估及畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。