土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物标志物技术的研究进展

抗生素作为抑菌或杀菌药物被广泛应用于畜禽养殖中。不能完全被机体吸收的抗生素经由畜禽排泄物直接进入环境。随着耐药基因和超级病菌的出现,抗生素产生的环境问题引起了广泛关注。土壤是环境中抗生素最主要的累积场所之一,对土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物指示指标的研究具有重要意义。本文在总结国内外相关研究的基础上,阐述了抗生素对土壤中微生物、动物和植物所产生的毒性以及分子生物标志物在土壤抗生素污染研究中的应用,并对未来的研究工作进行了展望。     

环境中抗生素及其生态毒性效应研究进展

近年来,越来越多的抗生素类药物用于在医疗、畜禽和水产养殖业。由于其机体代谢率低,大部分以原药或代谢物的形式经由尿液和粪便排出体外进入环境中,造成抗生素在水体和土壤等环境介质中的残留。这些残留的抗生素会导致潜在的环境风险,其中最严重的是会诱发和传播各类抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs),进而对人类健康产生威胁。本文介绍了环境中抗生素的来源,归趋和残留状况,并且对其所引起的生态毒性效应以及ARGs进行总结,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望。     

畜禽抗生素对植物的生态毒理效应综述

随着畜禽规模化养殖的发展,畜禽抗生素用量不断增加,且随着畜禽粪便扩散到土壤、水体中;植物吸收、积累并转化抗生素,从而对植物生长和生理代谢产生影响。本文综述了畜禽抗生素应用及污染现状,详述了近年来四环素类、磺胺类和喹诺酮类等畜禽抗生素对大田作物、蔬菜果树、湿地植物、农田杂草、水生植物及藻类的种子萌发、根、叶的形态和生理代谢的生态毒理效应的研究进展,着重综述了畜禽抗生素对这些植物光合作用和抗氧化系统的生态毒理效应的研究进展。以期为污水的植物修复、粮食蔬菜的生物安全以及生态环境安全提供科学依据。     

抗生素在地下水系统中的环境行为及生态效应研究进展

抗生素在环境中的残留已引起广泛关注。随着对地下水污染的报道日益增多,抗生素对地下水系统的潜在影响不容忽视。本文系统地阐述了地下水中抗生素的来源、污染水平及迁移转化规律,总结了抗生素对地下水微生物群落的影响以及抗生素诱导产生的抗性基因的潜在污染趋势。因地下水赋存隐蔽,一旦污染难以及时察觉,抗生素进入地下水系统后易长期残留。目前,针对抗生素及抗性基因在地下水系统中的环境行为及生态效应研究还十分有限,本文据此指出了当前形势下开展相关研究的必要性,并对今后的研究方向进行了展望。     

高氯酸盐环境行为与生态毒理研究进展

高氯酸盐是一种无机污染物质,其特点是扩散速度快、稳定性高、难降解,较低浓度的高氯酸盐可干扰甲状腺的正常功能,从而影响人体正常的新陈代谢,阻碍人体正常的生长和发育,其环境污染问题已引起了人们高度关注,成为近年环境科学和医学的研究热点.文章在介绍高氯酸盐的理化性质和用途的基础上,综述了各地水体环境、饮用水以及牛奶、蔬菜等食品中高氯酸盐的污染现状,发现很多国家境内都存在不同程度的高氯酸盐污染,高氯酸盐在中国环境中也是普遍存在的,在污水淤泥、水稻、瓶装饮用水和牛奶中均能检测到;初步探讨了高氯酸盐在土壤和水体中的环境行为,认为环境中高氯酸根离子的降解主要是生化降解,微生物在其降解过程中起主要作用;综述了高氯酸盐对植物、动物、微生物和人体的急慢性毒性效应,指出自然环境中的高氯酸盐浓度很有可能具有慢性毒性;最后就高氯酸盐在生态环境中的检测方法和生物降解等研究前沿进行了展望,为今后高氯酸盐的使用、污染预防及治理提供参考.     

氟喹诺酮类抗生素环境行为及其生态毒理研究进展

氟喹诺酮类抗生素(FQs)是治疗人和动物细菌性感染的高效广谱抗菌药,随着氟喹诺酮类抗生素在禽畜养殖业的广泛使用,由此引起的环境污染受到人们的关注。本文综述了氟喹诺酮类抗生素在水体、土壤/沉积物中的污染现状、吸附降解环境行为及其生态毒理研究进展。FQs抗生素的环境行为和风险应从环境多介质层面进行评估,同时应加强对生态毒性机理以及与其他环境污染物的联合毒性效应的研究。     

农药在土壤环境中的行为研究

农药的迁移转化对土壤环境质量的变化有着重要的影响。文章从土壤环境中的农药出发,探讨了土壤中农药的转化过程,阐述了农药在土壤中的吸附与解吸行为以及各种因素对农药转化的作用,并提出了对农药行为的新的研究方向。     

邻苯二甲酸酯的环境污染和生态行为及毒理效应研究进展

邻苯二甲酸酯作为产品改性剂被广泛应用于食品包装、建筑板材、医疗器械等产品中,由于PAEs与塑料分子难以形成强力的共价结合,造成其不断泄露至脂溶性环境中,在基质接触和食物网传递作用下,PAEs被各种生物体蓄积并表现出一定的内分泌干扰效应。文章以PAEs的物化性质及其在大气、水体、土壤中的污染现状为研究基础,介绍了PAEs的生物体蓄积水平与代谢路径,并分别从水解、光解及生物降解3个角度展示了PAEs的环境降解过程与机理;此外,结合实验室报道及社会调查,深入探讨了PAEs的环境激素效应,“致癌、致畸、致突变”效应,酶与激素毒性;最后,基于当前PAEs在毒理分析、降解途径及环境暴露统计研究上的不足,指出需进一步进行复杂食物链毒性积累与放大研究,发展PAEs的生物治理与削减技术以及进行PAEs环境暴露水平调查,确定全面合理的环境标准限值。     

磺胺类抗生素污染现状及其环境行为的研究进展

抗生素广泛应用于医疗、畜牧业和水产养殖业,但过量使用可对环境产生危害.磺胺类抗生素是一类常用的兽用抗生素,具有成本低、抗菌谱广等特性,能预防动物疾病和促进机体生长,被广泛应用于世界各地.然而,磺胺类抗生素难被机体吸收,常随粪便和尿液排出体外,继而发生一系列的环境行为,并造成环境污染.本文介绍了抗生素的分类、来源及危害,重点阐述了磺胺类抗生素的国内外污染现状、环境行为和毒性效应,为后续治理抗生素污染提供基础资料.     

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pH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.     

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

抗生素作为预防、治疗人类和畜禽疾病的药物或促进畜禽生长的添加剂,在世界范围内广泛使用.土壤是抗生素污染的主要归宿,因此土壤环境中的抗生素残留对土壤生态系统的危害已成为普遍关注的热点.本文在已有研究基础上,综述了土壤中不同种类抗生素的来源、转归以及潜在的生态风险,并在此基础上提出了可行的消减对策.     

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.     

磺胺类药物在土壤中的降解性

运用室内模拟法,研究了磺胺嘧啶、磺胺甲嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺二甲氧嘧啶和磺胺甲唑5种兽用磺胺类药物在避光或光照条件下、不同土壤中的降解能力.结果表明,5种磺胺类药物在土壤中的降解动态均较好地遵循二级指数方程,降解趋势呈现两大阶段,第一阶段降解速率较快,而第二阶段则降解趋势平缓.5种磺胺类药物在避光或光照条件下,太湖水稻土和东北黑土中的降解半衰期为5.3—18.0 d,DT90最大为>180 d,在江西红壤中降解半衰期为37.4—>180 d,DT90均>180 d;光照对太湖水稻土和东北黑土中磺胺类药物的降解速率影响较小,对江西红壤中的降解性有明显的促进作用,降解半衰期由37.4—（>180） d（避光）缩短至20.0—58.5 d（光照）;同时磺胺类药物在不同土壤中的降解性受土壤的黏粒含量和有机质含量影响较大.     

抗生素在土壤中的归趋及不可提取态残留

抗生素是近年来备受关注的一种新兴环境污染物,进入环境后会被降解或残留在环境介质和环境生物体内。在土壤中形成不可提取态残留（NERs）是抗生素重要的环境归趋,然而有关土壤中抗生素NERs形成机理和环境风险的研究尚处于起步阶段。NERs的形成能在一定程度上降低抗生素的环境危害,但当土壤环境条件改变时NERs仍有重新释放的潜在风险。本文在综述环境中抗生素的污染来源、浓度和风险的基础上,总结了土壤中抗生素的归趋,讨论了 NERs的形成机理及影响因素、稳定性和生物可利用性,并指出了环境中抗生素的归趋尤其是NERs的研究中尚存在的科学问题。未来研究中应关注土壤生物活动对抗生素NERs形成的影响,以及非靶向生物内的抗生素转化,建立标准化的NERs分析方法,为全面揭示土壤中抗生素的归趋、准确评估抗生素的环境风险提供理论和技术支撑。     

抗生素的环境残留、生态毒性及抗性基因污染

抗生素的环境污染与生态毒害问题近年来引起了极大的关注.在总结国内外相关研究基础上,对环境中几种典型抗生素(四环素、土霉素、氯四环素和磺胺类等)的污染源以及在水和土壤环境中的残留与污染水平进行了分析;对抗生素的污染生态毒性最新研究进展给予了评述;对抗生素抗性基因在环境中可能的暴露途径进行了探讨,指出应将抗生素抗性基因作为一类新的环境污染物.鉴于我国抗生素污染的严峻事实,建议应从国家层面上尽快开展有关抗生素环境污染和生态毒害机理的系统研究.     

Environmental fate and ecotoxicology of propanil: a review

The herbicide propanil, a synthetic anilide, was discovered in 1957 to control grasses and broad-leaf weeds in rice fields. It has been found to disrupt the electron transport chain by inhibiting the photosystem II, thus impacting plant growth. In the environment, photolysis represents a major degradation pathway, whereas volatilization is not a major route of dissipation from either water or moist soils. Propanil is rapidly degraded by microbes into the major degradation product 3,4-dichloroaniline. This degradation product has been highly detected in both groundwater and surface waters throughout the world. Propanil has been found to adversely impact many non-target organisms. It is toxic to some early life-stage aquatic organisms, in addition to being moderately toxic to the water flea (Ceriodaphnia dubia) and rainbow trout. In addition, it has been reported to pose a high acute and long-term risk to birds. In plants, growth rates are highly impacted; however, some plant species are becoming resistant to propanil.     

抗生素对蚯蚓的毒性效应研究进展

近年来,由于抗生素在养殖业的广泛使用,导致大量抗生素通过动物粪便、尿液等方式排出体外进入土壤环境,且其残留时间较长,带来一系列的土壤污染问题.而蚯蚓在维持土壤生态功能中扮演着重要的角色,很多研究表明蚯蚓的生理状态能间接反映土壤的污染程度,因此开展抗生素对蚯蚓的毒性研究对监测土壤中抗生素的污染状况具有非常重要的意义.本文分别从急性毒性、生殖毒性、抗氧化酶、基因表达和肠道微生物等方面综述了抗生素对蚯蚓的毒理作用研究进展,发现抗生素的毒性普遍偏低,不会直接引起蚯蚓死亡,但过量的抗生素会抑制蚯蚓体质量增长、破坏蚯蚓抗氧化防御系统,改变蚯蚓肠道微生物群落结构,并且在遗传水平上对蚯蚓产生不利影响.最后对土壤中抗生素对蚯蚓毒性效应的未来研究方向进行展望,为土壤抗生素污染监测及生态风险评估提供理论依据.     

二氯苯在土壤中的迁移行为和生物降解

主要从挥发、吸附与解吸、渗滤三个方面介绍了二氯苯在土壤中的迁移行为以及生物降解过程。探讨了二氯苯的物化性质、三种同分异构体的构型、土壤特性、外界环境条件等因素对二氯苯迁移行为的影响,以及迁移行为与生物降解的相互关系;同时介绍了可降解二氯苯的微生物种类、二氯苯好氧生物降解机理、共代谢现象,以及实验室研究方法。这些研究对于受二氯苯污染的土壤的修复具有理论指导意义。     

农药在土壤中归趋模型的研究进展

农药在土壤中的归趋模型是定量研究农药在土壤中分布和运移规律的主要手段,也是目前土壤环境学研究的重要内容之一.本文就几类常见的农药在土壤中的归趋模型作简要评述,分析它们的适用范围和局限性,并指出了今后的主要发展趋势和需要进一步研究的科学问题.