贵阳市西郊水厂所供管网末梢水重金属污染物季节性特征及潜在健康风险评价

以贵阳市西郊水厂2014年3月和7月所供管网末梢水中10种重金属污染物检测数据为基础,进行了季节性特征分析,并采用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价模型进行了潜在健康风险评价。结果表明,贵阳市西郊水厂所供管网末梢水中10种重金属的浓度均符合国家饮用水卫生标准;重金属污染物的浓度随季节呈现出不同的特征,汞、锌、硒、钼和钡5种重金属的平均浓度呈现枯水期高于丰水期的特征,而铅、铜、锰和镍4种重金属正好相反,砷浓度的季节性特征不显著;成年人的年平均致癌风险显著大于儿童,但两者年平均非致癌风险接近;儿童和成年人2类人群经口暴露途径的健康风险值均大于皮肤暴露,其中致癌风险分别在2.49×10-6~9.16×10-6和3.26×10-8~9.59×10-8之间,非致癌风险在2.29×10-8~3.20×10-8和1.85×10-10~4.14×10-10之间,且致癌风险均大于非致癌风险。贵阳市西郊水厂所供管网末梢水中10种重金属污染物致癌风险和非致癌风险均未超过最大可接受水平,未对该供水区居民的健康造成威胁。     

城市污水生物处理过程中结合型和游离型胞外抗生素抗性基因的产生特征

胞外抗生素抗性基因是抗性基因的重要存在形式,可能通过转化重新进入细胞表达抗药性。因此其具有严峻却隐蔽的健康风险,且不同形态胞外抗生素抗性基因的风险存在显著差异,然而当前针对胞外抗性基因风险的研究极为稀少。本研究以序批式活性污泥反应器（SBR）为例,考察了污水生物处理过程中结合型和游离型胞外抗性基因产生的时空特征,以及曝气强度和污泥负荷的影响。结果表明,SBR启动期2种胞外抗性基因均大量产生,且游离型胞外抗性基因的增加倍数和持续时间高于结合型;稳定运行后2种胞外抗性基因的丰度显著下降。从胞内外抗性基因的比重来看,好氧阶段以胞外抗性基因为主,且游离型胞外抗性基因比例达60%以上;厌氧阶段以胞内抗性基因为主,且结合型胞外抗性基因比例升高（7.5%~31.9%）;出水中游离型胞外抗性基因占据绝对优势,比例达66.5%~86.9%。曝气强度提高使2种胞外抗性基因丰度显著提高,但游离型胞外抗性基因提高程度（2.2倍~12.2倍）高于结合型（2.1倍~6.2倍）。污泥负荷提高同样导致2种胞外抗性基因丰度提高,但游离型胞外抗性基因提高程度（1.3倍~7.8倍）低于结合型（1.9倍~13.3倍）。研究表明,大量胞外抗性基因将在污水生物处理过程中产生,并随污水排放至环境中,是水环境中抗生素抗性基因（ARGs）的重要来源之一。     

功能宏基因组学在新型抗生素耐药基因研究中的应用进展

抗生素耐药性是二十一世纪人类面对的最严峻的环境健康问题之一.抗生素耐药基因（Antibiotics resistance genes,ARGs）被认为是一类新型环境污染物.当前针对ARGs的主要研究方法有细菌分离和培养法、聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction,PCR）法、和宏基因组法.然而,仅有功能宏基因组方法能发现新型的ARGs.功能宏基因组方法利用新一代测序技术的高通量的特性,结合分子生物学技术和功能筛选构建有关抗生素耐药性的基因库,通过生物信息学分析高效地发现新型ARGs.本文综述了近来利用功能宏基因组技术筛选新型ARGs的相关研究进展,总结了功能宏基因学相关的技术和方法的优势和限制,并展望了功能宏基因学方法进一步发展的方向.     

农村固体废弃物中抗生素及耐药基因的赋存及风险管理

全球范围内抗生素抗性的传播扩散严重威胁人类健康.固体废弃物中的生活垃圾、污泥和畜禽粪便是抗生素及耐药基因的重要储库.针对新型环境污染物抗生素和耐药基因,综述了农村固废中抗生素及耐药基因的赋存和传播扩散,阐述了农村固废中抗生素及细菌耐药的生态风险、控制管理和消除方法,并结合目前抗生素及耐药基因的污染状况,对今后研究重点进...     

抗生素抗性基因在土壤中积累、转移与消减的研究进展

细菌耐药性给人类健康及公共卫生带来巨大的威胁。土壤尤其是农业土壤是环境中抗生素抗性重要的源库。为减少抗生素抗性基因(ARGs)的传播风险,了解其在土壤中的传播规律非常重要。通过总结分析国内外发表的相关文献,对目前ARGs在土壤中的积累、转移情况及消减特征进行了综述。已有调查结果发现,农业发达及经济发地区土壤是ARGs积累的热区。有机肥施用及污水灌溉等原因导致ARGs在土壤中持续积累,其丰度可达10² gene copies/16S rRNA gene copies。胞内抗生素抗性基因(i ARGs)、胞外游离抗生素抗性基因(eARGs)是ARGs的两种赋存形态,其中,i ARGs是主要的赋存形态。i ARGs通过接合转移、转导在土壤中传播,其中接合转移是目前研究最多及最主要的水平转移方式。eARGs通过转化在土壤中传播。胞外DNA可以在土壤中留存几个月甚至一年以上,由于检测方法的限制eARGs在土壤中的自然转化并不经常被发现,因此,对土壤eARGs的风险研究有所忽略。外源ARGs进入土壤后的命运受到ARGs种类、形态、土壤特性、污染物等因素的影响。ARB进入土壤后...     

畜禽养殖过程抗生素使用与耐药病原菌及其抗性基因赋存的研究进展

兽用抗生素在提高畜禽生产性能、防治疾病方面发挥着重要作用,目前全球超过一半以上抗生素用于畜禽养殖,畜禽养殖源耐药病原菌、抗性基因及其传播风险愈益得到人们的重视。我国是畜禽养殖和抗生素使用大国,但兽用抗生素使用、病原菌耐药水平及其抗性基因类型等数据却较为缺乏,不利于今后畜禽养殖源耐药病原菌及其传播风险的控制。因此,本文通过文献调研,对我国和主要发达国家的兽用抗生素使用情况、畜禽养殖源耐药病原菌及其携带的抗性基因、基因移动元件以及向环境传播的途径进行分析、总结,以期为规范合理用药、降低耐药病原菌及其抗性基因传播风险,建立从畜禽养殖场至公共环境全过程的抗性污染控制链条提供借鉴。     

纳米材料对环境抗生素抗性基因污染扩散影响的研究进展

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的环境扩散严重威胁了人类健康和生态安全。除抗生素滥用所产生的选择性压力以外,其他环境物质也能影响ARGs的传播。而纳米材料的广泛应用使其不可避免地在环境中扩散并进而影响ARGs的环境分布。因此,笔者综述了近年来纳米材料影响ARGs污染扩散的研究,并探讨了纳米材料对ARGs传播的影响机制,旨在深入理解ARGs的环境扩散行为,为ARGs环境控制及纳米材料非毒性环境效应的评估提供理论和技术支持。     

牛粪发酵过程中抗生素耐药基因及相关菌群组成变化规律

随着规模化奶牛养殖迅速发展,牛粪带来的环境污染问题日益严重。实验探究牛粪及其堆肥过程中养分变化、抗生素耐药基因消减情况以及细菌群落演替规律,探讨细菌菌群与养分、抗生素耐药基因之间的相关性。采集牛粪及其堆肥过程样品,测定样品中养分、检测抗生素耐药基因相对丰度,采用16S rRNA高通量测序技术研究牛粪堆肥过程细菌群落变化。结果表明,从新鲜牛粪(组FM)到发酵牛粪(组C),样品中有机质含量下降,全氮和全磷含量有不同程度增加,全钾(TK)显著升高(P<0.05)。堆肥发酵后,抗生素耐药基因ermB、tetM、blaCTX-M和aac(6')-Ib-cr的相对丰度呈现不同程度的下降,而基因sul1相对丰度增加。高通量测序结果表明,在门水平,各组均以Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes这3个菌门为主,在属水平,各组具有不同的优势物种,其中发现Bacteroides、Paeniclostridium和Pseudomonas等7个潜在病原菌属的相对丰度在堆肥后有效降低。通过相关性分析发现,潜在病原菌属与基因tetM和sul1呈显著正相关(P<0.05),此外,大部分优势菌属与养分TK有显著相关性(P<0.05)。研究结果表明,牛粪经堆肥发酵后,病原菌相对丰度有效降低,抗生素耐药基因相对丰度的下降与细菌菌群结构变化存在相关关系。     

北京地区畜禽养殖场周边蔬菜地生食蔬菜抗生素耐药基因(ARGs)的赋存特性

我国畜禽养殖废水灌溉农田广为应用,其中携带的抗生素耐药基因（ARGs）给环境及人类健康带来了潜在的危害,亟需了解畜禽养殖场周边蔬菜地生食蔬菜可食部ARGs的赋存特性.本文选取北京地区畜禽场周边农田中10份蔬菜样品,采用非细菌培养方法直接提取细菌总DNA,通过PCR扩增,考察了5类（磺胺类、四环素类、大环内酯类、氯霉素类、喹诺酮类）ARGs的赋存特性.结果表明,蔬菜样品残留的磺胺类ARGs、四环素类ARGs存在范围最广（蔬菜表面、内部的检出率分别为100%、70%）,喹诺酮类ARGs次之（蔬菜表面、内部的检出率分别为100%、60%）.无论在种类还是数量,蔬菜样品表面携带的ARGs均比内部丰富;并且蔬菜样品表面及内部均检出已被禁用多年的氯霉素类ARGs（cmlA）.这说明畜禽养殖场周边蔬菜地生食蔬菜可食部分残留ARGs严重,可能会导致生食蔬菜大量附生及内生细菌的耐药,并通过食物链危害人类健康,应引起高度重视.     

水产养殖环境中抗生素与重金属耐药共选择机制研究

抗生素耐药性是公认的公共卫生挑战,它的出现不仅限制了用药的选择范围,同时耐药性的传播对人体健康存在着潜在的危害。而水产养殖中常用的另一类制剂是各种金属阳离子,它们可作为营养补充剂加入饲料中以支持和保护水产品生长。而许多种类的抗生素可与金属阳离子形成复合物,这可以降低或增强抗生素活性。重要的是,越来越多的证据表明重金属驱动了细菌抗生素耐药性的发展,由于重金属可以在环境中长期稳定存在,它作为一种选择压力在抗生素耐药性的共选择和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的传播中的作用也受到越来越多的关注。本文综述了水产养殖环境中重金属和抗生素的污染现状,重金属对抗生素活性和耐药性的影响,并总结了重金属和抗生素在细菌耐药产生过程中潜在的耐药共选择机制,最后讨论了现今研究中的不足,并对抗生素与重金属的复合污染研究进行了展望,阐明了今后水产养殖环境中耐药性综合防控治理的发展方向。     

土壤-植物系统中抗生素抗性的传播过程与影响机制

土壤是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的重要储存库,土壤-植物系统是ARGs从土壤向人体传播的主要渠道。因此,关注土壤-植物系统中抗生素抗性的传播过程与影响机制有助于系统性地了解抗生素抗性细菌(antibiotic resistant bacteria, ARB)、ARGs在土壤-植物中的迁移途径、传播规律和影响因素,可以为阻控抗生素抗性传播提供思路。本文总结了土壤中抗生素抗性的来源与演变机制,着重强调了抗生素抗性从土壤向植物的传播过程与影响因素,最后讨论了阻断ARGs在土壤-植物系统中传递的物理化学和生物控制技术,并提出了未来的研究方向,对遏制抗生素抗性传播、保障蔬菜作物安全与人体健康具有重要现实意义。     

医院废水中耐药菌与耐药基因分布、传播及消毒技术的研究进展

世界卫生组织提出,细菌耐药性及其在环境中的传播已经成为21世纪公共卫生与环境安全的重要挑战. 医院作为抗菌药物使用的主要场所,也是耐药菌（antibiotic resistant bacteria ,ARB）和耐药基因（antibiotic resistance genes,ARGs）产生与传播的重要源头. 医院废水作为临床ARB和ARGs向环境扩散的关键媒介,对人类健康构成了严重威胁. 虽然有关医院废水中ARB和ARGs的研究已相对较多,但目前医院废水中ARB和ARGs的分布、传播以及消毒技术对其的影响等认知尚不够全面. 本文综述了医院废水中耐药菌和耐药基因的分布特征及其潜在的传播途径和公共卫生风险,概述了膜生物反应器、化学消毒（氯/臭氧消毒）、紫外线消毒、芬顿技术/光芬顿技术、光催化技术、电化学氧化技术等消毒技术对医院废水中ARB和ARGs的影响,以期为医院废水中ARB和ARGs污染的防控提供参考.     

抗生素抗性基因在环境中的来源、传播扩散及生态风险

近年来,由于抗生素的滥用首先诱导动物体内产生抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs),从而加速了抗性基因在环境中细菌间的传播扩散.目前,抗生素抗性基因作为一类新型环境污染物,在不同环境介质中的传播、扩散可能比抗生素本身的环境危害更大.本文针对抗生素抗性基因在地表水、地下水、医疗废水、城市污水处理厂、养殖场、土壤、沉积物以及大气环境中的来源、分布、传播情况以及国内外最新研究动态进行综述.分析了抗生素抗性基因在环境中的潜在传播途径及其可能影响因素,并指出光照,厌氧,高温处理可以有效遏制抗生素抗性基因在环境中的传播和扩散.揭示了抗生素抗性基因可能造成的生态风险,针对我国对该类污染物的研究现状,提出了今后的研究重点.     

高级氧化技术去除水体中抗性基因污染的研究进展

抗性基因（ARGs）污染已被联合国卫生组织列为21世纪新型三大污染问题之一,具备种类多样、转移方式灵活、污染风险存在极大的不确定性等特点.通过相应技术措施削减水体中的抗性基因污染,具有突出的现实意义.高级氧化技术（AOPs）降解效率高、条件可控、可操作性强,在水体深度处理上展现了良好的优势.本文综述了基于高级氧化技术的抗性基因污染治理方法研究进展,讨论了不同高级氧化技术（类Fenton氧化、光催化氧化、过硫酸盐氧化以及臭氧氧化）对抗性基因去除的影响,同时以此为背景展望了处理抗性基因污染的未来可研究方向.     

饮用水系统中抗生素抗性基因的研究进展

抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）在饮用水系统中的传播和扩散已成为全球公共健康的主要威胁之一.饮用水厂处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果对保证饮用水水质安全具有重要意义,但是水处理工艺、消毒方式以及管网输配系统对不同抗生素抗性基因的影响差异较大.本文在总结了大量文献的基础上,阐述了饮用水系统中抗生素抗性基因的污染特征,综述了臭氧、混凝、砂滤、生物活性炭以及氯消毒和超滤膜等不同水处理工艺对抗生素抗性基因去除的影响及其机理.     

细菌外囊泡介导抗生素抗性基因水平转移的研究进展

胞外囊泡是参与细胞间的物质传递和信息交流的重要媒介.近年来,细菌通过分泌外囊泡装载新型环境污染物抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)在细菌间发生基因水平转移已被确认为ARGs水平转移的一种新途径.本文介绍了细菌外囊泡的概念、来源和功能,明确了细菌外囊泡在细胞通信和生物过程调控中的重要作用,说明细菌外囊泡介导ARGs水平转移的机制,明确细菌外囊泡在抗生素抗性基因传播中的关键作用.重点探讨了细菌外囊泡介导ARGs传播的影响因素及对生态环境的危害.本文以囊泡融合传播ARGs的新途径为切入点,综述了细菌外囊泡介导的ARGs在环境中发生水平转移的特征与机制,进一步完善了 ARGs在环境中的分布和传播特征,对更深入地开发针对抗生素耐药性的阻控和削减技术具有重要意义.     

气溶胶中抗生素抗性基因研究进展：以养殖场和医院为例

抗生素在医药和养殖业的大量使用导致耐药菌的出现,加速了抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)在不同环境介质中的传播扩散,抗生素耐药性已成为目前全球卫生、食品安全和发展的最大威胁之一。气溶胶作为ARGs的潜在储存库缺乏系统的研究数据,而通过空气传播具有较高抗生素抗性水平的细菌可能是引起重要疾病的主要传播途径。本文针对养殖场和医院2个抗生素大量使用的典型场所,对气溶胶中ARGs的污染现状、样品采集与检测技术进行综述,并探讨了这一环境污染的潜在风险,表明开展气溶胶中ARGs研究的必要性,并为以后需开展的工作提出几点建议。     

利用GFP和抗性双类型标记监测联合固氮菌在玉米根际的定殖

将来自质粒ｐＫＲＰ１０、ｐＫＲＰ１１和ｐＫＲＰ１２的氯霉素、卡那霉素和四环素抗性基因分别插入质粒ＧＦＰｍｕｔ２中ｇｆｐ基因下游的ＰｓｔＩ位点,得到ｇｆｐ和不同抗性基因共存的重组质粒,转化Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｇｅｒｇｏｖｉａｅ ５７－７野生型菌株和耐铵工程菌Ｅ７后,得到既有抗生素抗性又在蓝光下呈现亮绿荧光的菌株。用它们接种玉米后,利用这两种选择标记双重筛选重新分离到的细菌确定了接种菌在玉米幼苗     

野生鸟类介导抗生素抗性基因传播的研究进展

细菌的抗生素耐药是重大的公共卫生问题,抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)可能会在人类、动物和环境微生物组之间水平转移,使其相互依存的生态系统与公共卫生之间存在潜在关联性。鸟类是地球上种类繁多的物种之一,它们的跨距离传播可能会加速耐药基因在全球范围内的扩展,带来一定的健康风险。本文综述了野生鸟类介导抗生素抗性基因在生态环境中的主动传播,提出其作为传播媒介的重要性,并分别阐述了城市留鸟和候鸟对抗生素抗性基因的传播作用,着重突出了候鸟跨地区传播的作用,总结出野生鸟类介导抗生素抗性基因的传播是尤为重要的研究方向。