间歇曝气式膜生物反应器对养猪沼液中兽用抗生素的去除特性

研究了间歇式膜生物反应器在不同进水碳氮比和有机负荷下对养猪沼液中11种兽用抗生素的去除特性,以及污泥中抗生素的含量变化.结果表明,水力停留时间(HRT)≥5 d、化学需氧量(COD)/总氮(TN)=2.1时,该膜生物反应器对抗生素和COD的去除率均较高,分别达到(79.1±0.7)%和(88.4±1.4)%;当HRT缩短至3 d时,虽然COD去除率不受影响,但抗生素的去除率明显下降;COD/TN从2.1降至0.7后,抗生素去除效率不受影响,但COD去除率明显降低.长污泥龄(SRT)下污泥中出现四环素类和喹诺酮类抗生素的持续积累,积累量随污泥龄的缩短而降低.污泥中的抗生素含量与组成受进水影响较大.     

典型设施菜地土壤抗生素污染特征与积累规律研究

利用超声波提取,固相萃取-高效液相色谱-串联质谱分析方法,分析了山东省某典型设施菜地的20个蔬菜大棚土壤中14种抗生素的含量与分布特征.结果表明,在所有的土样中均检测出抗生素,其中4种四环素类抗生素(如四环素、土霉素、金霉素和强力霉素)是该地区主要的抗生素种类,单个化合物的检出率均为100%,其含量范围分别在2.11～139.16、6.06～332.02、1.82～391.31、2.20～248.56μg.kg-1之间.4种四环素类抗生素总含量Σ(TCs)为26.79～1 010.11μg.kg-1,平均含量为274μg.kg-1.磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类抗生素也均有检出,其中喹诺酮类抗生素总含量Σ(QNs)在0～1 017.06μg.kg-1,平均含量73.05μg.kg-1,检出率为85%,而磺胺类和大环内酯类抗生素单个化合物的检出浓度很低,未检出氯霉素类抗生素.分析结果还发现,该设施菜地种植不同蔬菜的土壤中抗生素种类和含量差异很大.值得注意的是,个别大棚土壤诺氟沙星(QNC)和氧氟沙星(OFC)含量分别高达373.73和643.34μg.kg-1,均远远地超过抗生素生态毒害效应触发值(100μg.kg-1).可见,设施菜地土壤抗生素污染问题应引起关注.     

Factors influencing antibiotics adsorption onto engineered adsorbents

The study evaluated the adsorption of two antibiotics by four engineered adsorbents (hypercrosslinked resin MN-202, macroporous resin XAD-4, activated carbon F-400, and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT)) from aqueous solutions. The dynamic results demonstrated the dominant influence of pore size in adsorption. The adsorption amounts of antibiotics on XAD-4 were attributed to the hydrophobic effect, whereas steric hindrance or micropore-filling played a main role in the adsorption of antibiotics by F-400 because of its high microporosity. Aside from F-400, similar patterns of pH-dependent adsorption were observed, implying the importance of antibiotic molecular forms to the adsorption process for adsorbents. Increasing the ionic concentration with CaCl2 produced particular adsorption characteristics on MWCNT at pH 2.0 and F-400 at pH 8.0, which were attributed to the highly available contact surfaces and molecular sieving, respectively. Its hybrid characteristics incorporating a considerable portion of mesopores and micropores made hypercross linked MN-202 a superior antibiotic adsorbent with high adsorption capacity. Furthermore, the adsorption capacity of MWCNT on the basis of surface area was more advantageous than that of the other adsorbents because MWCNT has a much more compact molecular arrangement.     

抗生素在地下环境中的淋溶迁移能力分析

文章在总结归类环境中抗生素的基础上,按物理化学以及药物性质对抗生素进行分类,筛选出含列于EPA中的优先控制污染物,计算各种抗生素的地下水污染指数GUS值并估算各类抗生素的淋溶迁移性。同时,结合水文地质条件,总结出地下环境中影响抗生素淋溶迁移及污染地下水的影响因素。结果显示,在总结出18类196种抗生素(除复合类药物之外)中,可计算地下水污染指数GUS值的抗生素133种,含列于EPA优先控制污染物的抗生素有97种;具有高淋溶迁移性的抗生素有123种,占所有抗生素的62.76%。土壤溶液中抗生素浓度和抗生素本身物理化学性质以及土壤类型、土壤pH值、有机质含量、植物覆盖情况等场地水文地质条件是影响抗生素淋溶迁移的重要影响因素。     

抗生素对好氧污泥氧摄取速率单独和联合抑制效果

为研究4种抗生素(四环素、土霉素、磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶)对好氧污泥活性的单独作用及相互作用关系,以氧摄取速率(OUR)作为衡量指标,设计正交试验,测定4种抗生素对好氧污泥的单独和联合抑制效果.结果表明,4种抗生素单独使用对好氧污泥OUR抑制大小顺序为四环素>土霉素>磺胺甲恶唑>磺胺甲基嘧啶;其中四环素和土霉素毒性较高;联合作用下,对好氧污泥OUR影响最大的因素是四环素,之后依次是土霉素、磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶,4种抗生素对好氧污泥OUR抑制作用大小顺序与单独抑制作用大小顺序基本相同.其中四环素表现出显著抑制作用(p<0.05).四环素类抗生素和磺胺类抗生素联合使用表现出一定的相加关系,对目标微生物存在一定的竞争;两种磺胺类抗生素一级交互作用为拮抗关系.     

鸡粪与中药渣共堆肥对抗生素抗性基因的影响

畜禽粪便是抗生素抗性基因(antibiotic resistant genes,ARGs)进入环境的重要途径,为了削减畜禽粪便中的ARGs,在为期46 d的鸡粪与中药渣共堆肥后,对不同阶段ARGs和可移动基因元件(mobile gene elements,MGEs)的丰度通过实时定量PCR进行检测. 100种ARGs中检测到21种,以及2种整合酶基因(int I1和int I2)和3种转座酶基因(tnp A-01、tnp A-02和tnp A-03).结果表明,在堆肥过程中5种MGEs均显著降低,其中tnp A-01和tnp A-02去除效果最好,减少了两个数量级;氨基糖苷类抗性基因aac A/aph D和aad E显著性降低(P 0. 05);β-内酰胺类抗性基因bla OXA1与堆肥天数显著相关(P=0. 016),其去除率为78. 63%;林可酰胺类抗性基因均随堆肥时间显著降低,平均去除率为90. 39%;四环素类抗性基因的去除效果相差较大,tet G降低了99. 77%,tetR仅降低了31. 72%;喹诺酮类抗性基因qnr D去除率最高为99. 89%;磺胺类中sulⅢ的去除率高达99. 88%,而sulⅠ呈增长趋势. ARGs与MGEs相关性表明tnp A-01与ARGs之间具有显著相关性(P 0. 05). ARGs随堆肥时间的变化趋势表明,中药渣与鸡粪共堆肥可显著降低ARGs丰度,从而降低畜禽粪便在农田施用中ARGs扩散的风险.     

热水解污泥厌氧消化过程中肠球菌抗生素抗性基因与毒力基因的转归

城市污泥中含有大量肠球菌,可携带抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)和毒力基因(virulence gene,VGs),从而具有潜在的耐药性和致病性,对人类健康存在巨大威胁.为此考察了热水解污泥在中温(40℃)/高温(55℃)厌氧消化过程中肠球菌的耐药表型、基因型及携带VGs的变化规律.结果表明,厌氧进泥中肠球菌对阿奇霉素的耐药率均显著高于螺旋霉素和四环素.高温厌氧对肠球菌的数量及耐药性具有更好地控制及削减效果.高温厌氧消化可能会促进四环素类抗性基因在肠球菌的表达.中温、高温厌氧消化可促进ARGs在肠球菌中发生水平转移,导致其潜在双重甚至多重耐药性增加.中温厌氧消化可降低肠球菌同时具有潜在致病性和耐药性的几率,而高温厌氧消化则会增加此风险.     

4种粪便堆肥过程中抗生素的降解特性

饲料中抗生素的广泛使用导致了粪便中抗生素的大量残留,堆肥工艺可以降解残留的抗生素.本研究以蛆粪、鸡粪、猪粪和牛粪为对象,利用中试好氧堆肥装置,研究不同类型粪便的抗生素残留情况及其堆肥降解特性.结果表明,磺胺类、氟喹诺酮类、四环素类和大环内酯类是主要存在的抗生素类型,不同类型粪便其优势抗生素均不同.对各粪便堆肥中抗生素降解规律研究发现:氟喹诺酮类抗生素和土霉素在堆肥第7 d检出水平为0,降解速度最快;强力霉素在4种粪便堆肥中的降解幅度在85%以上;磺胺类抗生素在鸡粪、猪粪和牛粪堆肥中的降解幅度在80%以上,但是在蛆粪堆肥中的降解效果较差;大环内酯类抗生素仅存在蛆粪中,经堆肥其降解幅度为70. 79%.相关性结果显示,含水率和容重是影响4种粪便堆肥抗生素降解率最主要的环境因子.     

西藏申扎镇水土环境中抗生素的残留水平与分布特征

利用超声提取-固相萃取-高效液相色谱串联质谱法分析了青藏高原腹地申扎镇周边水土环境中磺胺类（SAs）、喹诺酮类（QNs）、大环内酯类（MLs）、四环素类（TCs）、β-内酰胺类（β-Ls）和氯霉素类（CPs）共6类34种抗生素的赋存特征.结果表明,申扎镇水体、沉积物和土壤中分别检出5、12和10种抗生素,浓度范围分别为0.01~11.27ng/L、0.96~56.38ng/g和0.01~41.04ng/g.水体中的主要抗生素为阿莫西林和磺胺氯哒嗪,土壤和沉积物中均以罗红霉素和诺氟沙星为主.牦牛粪便中检出8种抗生素,浓度范围为0.01~1.03ng/g.城镇和牧区抗生素的赋存特征具有显著差异,浓度水平呈城镇>牧区.生活污水排放和动物排泄分别是城镇和牧区抗生素的主要来源.与国内其它地区相比,申扎镇抗生素的赋存水平均较低,但申扎镇平均海拔>4700m,生态较脆弱,应该关注抗生素等新型污染物对高原生态环境的负面影响.     

村镇水土环境中抗生素的污染特征及来源解析

采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法（SPE-HPLC-MS/MS）测定并分析了辽宁省岫岩县3个典型村镇水土环境中6类34种抗生素的污染水平和分布特征.结果表明,6类抗生素在3个村镇水土环境中部分或全部检出.地表水中34种抗生素总体残留浓度为（0.287~40.675） ng/L,人类活动和村镇畜禽养殖会导致水体中抗生素残留浓度偏高;土壤环境中34种抗生素总体残留浓度为（0.630~115.363） ng/g,不同土地使用类型下抗生素残留浓度规律为：畜禽养殖区>农业种植区>居民居住区>矿业开发区,畜禽粪便是土壤中抗生素污染的主要来源.此外,水土环境中抗生素的残留浓度与多种环境因子相关性明显.