石家庄市水环境中喹诺酮类抗生素的空间分布特征与环境风险评估

随着社会经济的发展,大量含有抗生素的废水未经有效处理排放到水环境中,加剧了城市水环境中抗生素的污染.本研究以石家庄市地表水和地下水为研究对象,采用超高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS)分析了石家庄水环境中喹诺酮类(Quinolones,QNs)抗生素的空间分布特征,并采用风险熵值法(RQ)评估了石家庄市水环境中QNs的生态风险和健康风险.结果表明:1在石家庄市河流和水库中,QNs抗生素的浓度分别为98.43~4398.00 ng·L^-1和9.99~49.24 ng·L^-1,恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)和依诺沙星(Enoxacin,ENO)分别是河流和水库中主要的QNs抗生素;2在石家庄市地下水中,QNs抗生素的浓度为3.45~15.41 ng·L^-1;3相关分析结果表明,在地表水中氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)、诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)、恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)、双氟沙星(Difloxacin,DIF)、沙氟沙星(Sarafloxacin,SAR)、恶喹酸(Oxolinic Acid,OXO)和氟甲喹(Flumequine,FLU)与温度(T)和总溶解性固体颗粒物(TDS)呈显著相关(p<0.01),而ENO与pH显著相关(p<0.01);在地下水中吡哌酸(Pipemidic Acid,PIP)和马波沙星(Marbofloxacin,MAR)与T显著相关;4地表水中QNs与地下水中QNs的相关性不显著,表明石家庄市地下水中QNs的主要来源不是地表水;5生态风险结果表明,石家庄市地表水中QNs总体处于高风险水平,而地下水QNs整体处于中低风险水平;6人体健康风险结果表明,石家庄市水环境中QNs抗生素的健康风险较低.总体来说,石家庄市水环境中QNs污染在地表水中更为严峻,而石家庄地表水中QNs浓度最高的区域为汪洋沟.     

生物电化学系统对河道沉积物中抗生素的强化去除

生物电化学系统已被证明可以有效降解废水或污泥中的抗生素,但对于河道沉积物中抗生素降解效果的研究还十分有限.本研究以河道沉积物为底物,考察了沉积物中本底抗生素在微生物电解池（microbial electrolysis cell, MEC）和微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）中的去除、迁移和降解效率,以及反应器运行期间的电化学性能和微生物种群结构变化.结果显示,MEC和MFC均可以强化沉积物中抗生素的去除,喹诺酮类抗生素和四环素类抗生素中的CTC的去除是向上覆水中迁移与生物电化学降解共同作用的结果,而大环内酯类抗生素和四环素类抗生素中的TC和OTC的去除主要是依靠生物电化学降解作用.TC和OTC在MEC中的降解效率分别比MFC高出82.6%和29.5%,而MFC对大环内酯类抗生素的降解效率比MEC高27.6%~40.6%.电化学性能测试结果显示,以河道沉积物为底物的MFC内阻较大导致其功率密度相对较低,但MFC阳极比MEC阳极表现出了更好的氧化效果.微生物种群结构变化分析发现,门水平上的Proteobacteria及其对应的纲水平上的Deltaproteobacteria和Gammaproteobacteria可能对抗生素的强化去除起到了主要的积极作用,而且MFC阳极比MEC更容易富集Proteobacteria.     

Assessment of the Microbiological Quality of Clarias gariepinus Exposed to an Industrial Effluent in Nigeria

The microbiological impact of a detergent and soap industries effluent on Clarias gariepinus was assessed under laboratory conditions. The heterotrophic bacterial count obtained from fish surfaces ranged from 1.2 × 10²−2.0 × 10²cfu/ml amongst the control, while values of 4.8× 10⁶−8.6 × 10⁶ cfu/ml were obtained for the experimental fish exposed to the industrial effluent (0.025 ppm). The fungal count for the controls ranged from 1.2× 10²−1.2 × 10³ cfu/ml; while a range of 1.0 × 10⁶−2.0 × 10⁶ was obtained for the fish exposed to the industrial effluent. While twelve bacterial species were isolated from the fish exposed to the industrial effluent, only two were isolated from the parts of the control fish used in the study. The bacterial species are those in the genera Staphylococcus, Proteus, Streptococcus, Micrococcus, Bacillus, Pseudomonas, Serratia, Enterobacter, and Escherichia. The fungal isolates include Saccharomyces, Aspergillus, Rhodosporium, Candida, Alternaria, and Fusarium. The resistance of the bacterial isolates to the commonly used antibiotics showed that 100% were resistant to Augmentin, Amoxycillin and Cloxacillin, 85.71% to Tetracycline, 80.95% to Cotrimoxazole, 71.43% to Erythromycin, 33.33% to Chloramphenicol, and 28.57% to Gentamicin. Among the eight antibiotics tested, five patterns of multiple drug resistance were obtained, with the number of the antibiotics ranging from 4–8. The public health implications of these observations are discussed.     

兰州市污水处理厂中典型抗生素的污染特征研究

以9种磺胺类、4种氟喹诺酮类以及1种氯霉素为目标物,调查研究了它们在兰州市两个生活污水处理厂中的含量水平和去除特性,初步评估了其在受纳水体中的环境风险.结果表明:污水处理厂进水和出水中均有抗生素检出,浓度差别较大,进水中抗生素浓度在nd~55.25μg·L~(-1)之间,出水中浓度在nd~9.78μg·L~(-1)之间,脱水污泥中抗生素的平均浓度高于活性污泥;抗生素在整个污水处理工艺中的去除率为15.39%~100%,生物转化或降解作用是二级处理过程中的主要去除机制;污水处理厂排水增加了受纳水体中抗生素的浓度,是受纳水体中抗生素的来源之一,环境中低浓度、多种抗生素长期残留,存在较大的潜在风险.     

东莞市饮用水源地中抗生素分布特征及风险评价

由于抗生素被频繁和大量使用,从而对生态环境和人类造成潜在风险,研究其在水体中的分布特征及评估其对生态和人类造成的风险具有重要意义.基于此,本文对东莞市饮用水源地11个采样点进行样品采集,采用固相萃取对样品进行前处理,利用液相色谱-三重四极杆质谱联用仪对45种抗生素浓度水平进行检测并分析其分布特征;同时,结合主成分分析和Pearson相关性分析阐述饮用水源地中抗生素可能的污染来源,并采用生态风险商值(RQ)和人体健康风险商值(HQ)对水样中抗生素进行风险评价.结果表明,本次检测中共有34种抗生素在评估样点中被检出,检出频率占总目标抗生素的75.6%,检出抗生素浓度范围为ND(未检出)～143.94 ng·L~(-1),浓度最高的是竹桃霉素.东莞市饮用水源地主成分的累积贡献率为63.5%,磺胺嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、培氟沙星、卡巴多等污染物的来源可能与污水处理厂有关,对生态环境造成高风险的抗生素排序为:克拉霉素新生霉素诺氟沙星,其中,克拉霉素的RQ值最高达到4.78,出现在石龙西湖水厂水源地中,新生霉素的平均RQ值为1.15.不同年龄段的人群健康风险评价结果显示,检出的抗生素对人体未构成风险,但仍应对抗生素累积效应带来的潜在风险给予重视.     

天然水体溶解性物质对5种抗生素光解的影响

建立了分析水体溶解性物质对抗生素光解影响的方法,对比研究了8种典型天然水体成分对3类5种抗生素光解的影响及其作用机制.结果表明,不同水体成分对不同抗生素光解影响呈现很大的差异性.甲砜霉素主要发生间接光解,纯水中光解速率只有1.33×10^-5min^-1,而其他抗生素则同时发生直接光解和间接光解.水体成分中NO₃^-,Fe²⁺和Cl^-主要通过光致活性物种（·OH和¹O₂）影响抗生素光解,DOM主要通过滤光作用影响抗生素光解.另外Ca²⁺和Mg²⁺对不同抗生素的光解影响主要通过其与抗生素分子的络合作用实现,Ca²⁺和Mg²⁺分别促进了恩氟沙星光解（0.3933min^-1和0.2314min^-1）,但一定程度上抑制了沙拉沙星的光解（0.0447min^-1和0.0289min^-1）.     

Simultaneous determination of three classes of antibiotics in the suspended solids of swine wastewater by ultrasonic extraction, solid-phase extraction and liquid chromatography-mass spectrometry

This work describes a systematic approach to the development of a method for simultaneous determination of three classes of veterinary antibiotics in the suspended solids (SS) of swine wastewater, including five sulfonamides, three tetracyclines and one macrolide (tiamulin). The entire procedures for sample pretreatment, ultrasonic extraction (USE), solid-phase extraction (SPE), and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) quantification were examined and optimized. The recovery efficiencies were found to be 76%-104% for sulfonamides, 81%-112% for tetracyclines, and 51%-64% for tiamulin at three spiking levels. The intra-day and inter-day precisions, as expressed by the relative standard deviation (RSD), were below 17%. The method detection limits (MDLs) were between 0.14 and 7.14 μg/kg, depending on a specific antibiotic studied. The developed method was applied to field samples collected from three concentrated swine feeding plants located in Beijing, Shanghai and Shandong province of China. All the investigated antibiotics were detected in both SS and liquid phase of swine wastewater, with partition coefficients (logK_d) ranging from 0.49 to 2.30. This study demonstrates that the SS can not be ignored when determining the concentrations of antibiotics in swine wastewater.     

广州市蔬菜中喹诺酮类抗生素污染特征及健康风险初步研究

采用高效液相色谱-荧光检测器(HPLC-FD)分析了广州市蔬菜中4种喹诺酮类抗生素的含量,并根据ADI值评估了蔬菜中喹诺酮抗生素污染对人体的健康风险.结果表明,96%的市售蔬菜样品中不同程度地检出了喹诺酮抗生素,总含量为1.0～1683.1μg/kg(鲜重),高低顺序为叶菜类蔬菜瓜果类蔬菜根茎类蔬菜;4种喹诺酮类抗生素检出率大小顺序为NORCIPLOMENR;包括无公害蔬菜、绿色蔬菜和有机蔬菜在内的安全蔬菜样品中除恩诺沙星外,环丙沙星、洛美沙星、诺氟沙星和总含量均显著高于普通蔬菜;食用蔬菜对成人和儿童喹诺酮类抗生素ADI值(以CIP+ENR计)的最高贡献率分别高达41.5%和83%.     

污水处理厂二级出水中总异养菌群对6种抗生素的耐受性研究

以北京市2座污水处理厂二级出水为研究对象,通过考察总异养菌群、抗性菌比例、浓度及抗生素对细菌的半抑制浓度,研究了二级出水中一般细菌对青霉素、氨苄青霉素、头孢氨苄、氯霉素、四环素和利福平6种抗生素在不同浓度下的耐受性.结果表明,2座污水处理厂出水中青霉素、氨苄青霉素、头孢氨苄和氯霉素抗性菌比例较四环素和利福平高.当抗生素浓度为32mg.L-1时,污水处理厂G二级出水中头孢氨苄抗性菌比例最高为59%,而污水处理厂Q二级出水中氯霉素抗性菌比例最高为44%.头孢氨苄抗性菌在污水处理厂G、Q出水中的浓度分别高达4.0×103 CFU.mL-1和3.5×104 CFU.mL-1,而氯霉素抗性菌浓度分别高达4.9×102 CFU.mL-1和4.6×104 CFU.mL-1.污水处理厂G中异养菌对头孢氨苄的耐受能力最强,其半抑制浓度〉32 mg.L-1;污水处理厂Q中,异养菌对氯霉素的耐受能力最强,其半抑制浓度为23.1 mg.L-1.污水处理厂二级出水中部分抗生素抗性菌污染严重,且稳定存在于低浓度抗生素的处理出水.     

环境中抗药细菌及其抗药基因的研究进展

抗生素的大量使用,诱发环境中的细菌和基因产生了抗药性。环境中的抗药细菌及其抗药基因被列为"新型污染物"逐渐引起了人们的关注。为此,文章介绍了环境中抗药细菌及其抗药基因的产生机制,总结了其在环境中的浓度和分布状况,分析了污水处理厂对抗药细菌及其抗药基因的去除特性,并指出在我国开展相关研究的必要性。