兽药抗生素对土壤微生物群落的影响

兽药抗生素广泛应用于畜禽养殖业,用于预防、治疗动物疾病及促进动物生长。然而,养殖过程中使用的抗生素不能被动物完全吸收,其中40%～90%以母体或其代谢物的形式排出动物体外并随畜禽粪便进入土壤环境,对土壤微生物群落结构和功能产生影响。在汇总了畜禽粪便和土壤中兽药抗生素的残留特征之后,概述了抗生素对土壤微生物群落结构和功能的影响以及微生物产生的污染诱导群落耐性。重点探讨了抗生素微生物毒性的影响因素和近年来对微生物共耐性方面的研究,并对未来的研究方向及目标提出了建议。     

水环境中抗生素的光降解研究进展

抗生素的大量使用已经成为了全球环境问题.由于其在环境水体中难以被微生物降解,且能导致细菌抗药性越来越受到关注.光降解是污染物在水环境中非常重要的非生物降解途径.本文介绍了水环境中抗生素的直接、间接和自敏化光降解动力学,着重阐述了抗生素的光降解过程的影响因素、降解产物和可能降解途径等最新研究成果,指出抗生素光降解产物的分离提取与结构鉴定,以及预测抗生素降解过程的动力学模型构建将成为今后主要的研究方向和趋势.     

抗生素类药物对土壤微生物呼吸的影响

为评价抗生素类药物对土壤生态环境的影响,通过室内直接吸收法测定了磺胺、四环素、大环内酯类等几类抗生素对水稻土土壤微生物呼吸的影响.结果表明,磺胺甲嘧啶、磺胺甲唑、氯四环素、四环素、泰乐菌素、甲氧苄啶对土壤呼吸的最大抑制率分别为34.33％、 34.43％、 2.71％、 3.08％、 7.13％、 38.08％,以磺胺甲唑和甲氧苄啶对土壤呼吸影响最大.在试验早期(0～2 d),磺胺甲嘧啶、磺胺甲唑和甲氧苄啶的≥10 mg·kg^-1处理显著抑制土壤呼吸.同一种抗生素随着浓度的增加对土壤呼吸的影响不同,磺胺甲唑与甲氧苄啶对土壤呼吸的影响表现出很好的剂量依赖效应.参考农药的安全性评价标准,可以认为试验中各抗生素属于低毒或无实际危害的药物.     

基于生态风险的我国水环境高风险抗生素筛选排序

针对我国水体环境中大多数抗生素缺乏生态毒理数据,无法开展全国范围内抗生素生态风险评估的问题,以国家药品监督管理局数据库中抗生素商品为研究对象,通过收集市场所有抗生素的商品数量和平均日剂量,结合暴露建模方法计算暴露指数,采用抗生素生态毒理效应数据以及物种敏感性分布（species sensitivity distributions,SSD）法和顶端效应计算风险评分,对结果进行筛选排序,分析并识别了抗生素优先次序.结果表明,拥有不少于4种商品数量的特定抗生素为105种,53种抗生素为全国用量较大的候选药物.同时通过联合概率模型筛选出20种抗生素作为优先风险评估药品,其中高生态风险优先关注为克拉霉素、环丙沙星、阿莫西林、头孢克洛和氧氟沙星.本研究为定量评估我国水体环境抗生素风险防控提供科学依据.     

环境中抗生素抗性基因丰度与抗生素和重金属含量的相关性分析:基于Web of Science数据库检索

抗生素和重金属是两种重要的环境污染物和耐药性选择压力源,但低含量水平下其对环境微生物种群耐药性水平的影响尚不明确.本文全面检索了截至2020年1月1日发表在Web of Science数据库中同时监测了抗生素抗性基因（ARGs）丰度、抗生素含量或重金属含量的研究文献,提取相关数据,利用统计回归方法调查环境介质中3个参数的相关关系.结果表明,除废水外,地表水、沉积物和土壤等环境介质中,即使在非常低的抗生素含量水平下,抗生素选择压力也会对ARGs丰度的增加产生显著的统计效应（P<0.05）.不同类别抗生素对耐药基因表现出不同程度的选择和富集作用.重金属含量以及抗生素含量和重金属含量的交互作用对ARGs的传播也具有显著影响（P<0.05）.水相和固相环境样本的多变量统计回归模型的最终R²分别为0.482和0.707,比单变量回归的R²更高,能更好地解释ARGs丰度的差异,但环境中还存在其他可能影响ARGs丰度的因素.本文的研究结果可为环境中抗生素耐药性风险评估及传播控制提供支撑.     

人工生态系统对城市河流中抗生素和ARGs的去除

通过室内模拟河道系统,以阿奇霉素（AZM）、磺胺甲唑（SMZ）、环丙沙星（CIP）和四环素（TCY）这4种抗生素和抗性基因（ARGs）：磺胺类（sul1和sul2）、四环素类（tetX和tetM）、喹诺酮类（qnrS和qnrD）、大环内酯类（ermB）和16S rDNA为目标物,研究2种挺水植物和铜绿微囊藻组合（菖蒲+灯芯草、藻+灯芯草、藻+菖蒲和藻+菖蒲+灯芯草）的人工生态系统不同介质（水相、泥相和植物）中抗生素的变化特性、对常规污染物（COD、NH₄⁺-N、TP和TN）的去除效果以及在水相和泥相中ARGs的分布和去除效果.并通过物料衡算计算目标物的实际去除率,以及分析水相和泥相中ARGs丰度与环境因子之间的相关性.结果表明,所形成的人工生态系统对COD、NH₄⁺-N、TP和TN去除率范围分别为60.2%~74.8%、63.4%~77.4%、64.0%~73.2%和46.8%~54.8%;对水相中抗生素有明显的去除效果,藻+菖蒲+灯芯草组合的人工生态系统对4种抗生素去除率最好;对泥相中抗生素去除率依次为TCY > CIP > AZM > SMZ,其中藻+菖蒲+灯芯草组合对TCY去除率达到53.5%;对抗生素的实际总去除率大小依次为藻+菖蒲+灯芯草 > 藻+灯芯草 > 藻+菖蒲 > 菖蒲+灯芯草.4类ARGs去除效果较明显,水相中的去除率要高于泥相;ARGs与常规污染物以及抗生素之间存在不同的相关性,其中水相中tetX与环境因子、泥相中AZM与之对应ARGs的相关性不显著,说明ARGs既可以在对应抗生素压力下选择,也可以在其他类型环境压力下选择,抗生素含量并不是直接影响ARGs的传播.本研究表明挺水植物和铜绿微囊藻组合的人工生态系统可作为净化水质和改善城市河流中抗生素环境风险的有效手段.     

松花江哈尔滨段及阿什河抗生素的分布规律与生态风险评估

利用固相萃取、高效液相色谱-质谱串联法检测分析松花江流域哈尔滨段及支流阿什河中磺胺类、氟喹诺酮类和大环内酯类这3类10种抗生素分布规律,分析了抗生素浓度与水质指标的相关性,并评估其生态风险.结果表明,10种抗生素中在松花江哈尔滨城区入境断面仅检测到6种抗生素并且检测浓度相对较低,但在出境断面检测出9种抗生素仅磺胺甲嘧啶未检出,其中,大环内酯类抗生素增加最为显著,其次为磺胺类和氟喹诺酮类,哈尔滨城区内3条支流汇入是导致松花江水体抗生素浓度增加的直接原因.除磺胺吡啶和磺胺甲嘧啶外其余8种抗生素在阿什河各水样中的检出率均达100%,在阿什河上游断面仅磺胺吡啶未检出,但在阿什河入松花江处10种抗生素均检出,除诺氟沙星外其余9种均为各断面最高.阿什河沿岸4个污水处理厂排放的废水是影响阿什河中抗生素浓度的重要因素.相关性分析表明,松花江哈尔滨段水系中磺胺类抗生素与氨氮和总有机碳、氟喹诺酮类抗生素与氨氮和总磷、大环内酯类抗生素与氨氮、总磷和总有机碳均存在显著正相关关系（P<0.05）,阿什河水系中3类抗生素与氨氮和总磷存在显著正相关关系（P<0.05）,表明松花江哈尔滨段及阿什河水体水质指标与其抗生素浓度密切相关.生态风险评估结果表明,松花江流域哈尔滨段及阿什河水系中大环内酯类抗生素存在一定的生态风险.     

辽宁省畜禽养殖业抗生素排放特征及减排路径分析

抗生素作为新兴环境污染物,已成为国内外研究的热点问题.以磺胺类和四环素类抗生素为研究对象,运用物质流分析方法,对辽宁省畜禽养殖业抗生素的排放特征进行系统分析,并通过情景分析法对各减排路径进行了比较分析.结果表明：2017年辽宁省畜禽养殖业两类抗生素的消耗总量为712 t,排放总量为280 t;排泄物中的抗生素有39.34%进入养殖废水,60.66%进入养殖粪便,废水和粪便中抗生素的去除率分别为7.50%和8.15%;从排放去向看,土壤环境抗生素的负荷量明显高于水环境;2000—2014年,辽宁省畜禽养殖业抗生素排放总量呈逐年增加趋势,2015年略有下降,2017年出现明显下降,抗生素排放量主要受养殖数量影响;饲料"禁抗"情景可使抗生素排放量削减18.02%,改善废物资源化利用情景和加强废物末端治理情景抗生素排放量可分别削减13.05%和25.29%,全过程优化情景抗生素排放量可削减46.99%.     

两种四环素类抗生素厌氧生物毒性试验研究

在35℃中温厌氧条件下，采用间歇试验法，通过测定甲烷累积产量，研究脱水土霉素和强力霉素两种四环素类物质的厌氧生物降解性，利用相对活性来判断两类物质对产甲烷菌的抑制程度。试验结果表明：脱水土霉素浓度低于200mg／L时产生轻度抑制，高于200mg/L产生中度抑制；强力霉素低于200mg／L时产生中度抑制，高于200mg／L时对产甲烷菌产生重度抑制，厌氧污泥活性很难恢复。     

典型规模化养猪场废水中兽用抗生素污染特征与去除效率研究

采用固相萃取结合高效液相色谱/串联质谱方法,对苕溪流域某规模化养猪场排放的典型废水进行兽用抗生素污染检测.结果表明,废水中四环素、土霉素、金霉素和强力霉素等4种四环素类抗生素污染最为严重,最高单体污染浓度可达13.65×103ng·L-1.磺胺嘧啶、磺胺甲唑和磺胺二甲嘧啶等3种磺胺类物质也有一定的检出量,但以磺胺二甲嘧啶较为突出,最高检出量为675.4ng·L-1.氧氟沙星以及红霉素和罗红霉素等喹诺酮和大环内酯类抗生素除了原水有较低的检出量,其它废水均未检出.厌氧消化废水处理系统对废水中高浓度的抗生素具有明显的去除效果,但对低浓度的抗生素去除率较低.与欧盟水环境抗生素阈值(10ng·L-1)相比,排放水中的抗生素污染浓度对周边地表水环境的污染风险仍需要引起重视.通过饲料摄入途径估算养猪场排泄物抗生素含量,并与实测值比较,结果表明,饲料摄入并不是该养猪场兽用抗生素利用的主要方式,可能存在其它用药途径,需要在今后的畜禽养殖兽用抗生素的污染调查、风险估算和消减工艺研发中引起重视.