水体中微污染磺胺嘧啶药物的氧化降解

环境中残留的微量抗生素药物对生态环境的危害和修复越来越受到人们的重视.对广泛使用的广谱抗菌素磺胺嘧啶(SD)微污染水体的Fenton氧化降解进行了研究,探讨了SD、H2O2、Fe2+质量浓度、pH和反应时间对SD降解率的影响.研究结果表明,当SD初始质量浓度为2.0 mg·L-1,水体中添加H2O2、Fe2+至质量浓度分别为30 mg·L-1和1.25 mg·L-1,反应时间为60 min时,降解率可以达到99.8%,说明Fenton法是一种有效的处理微量磺胺嘧啶带来的水体污染的修复方法.     

厌氧-好氧处理磺胺废水实验研究

采用上流式厌氧污泥床和好氧复合反应器处理磺胺废水,在厌氧TOC负荷约1.2kg/(m³·d),好氧TOC负荷约0.6kg/(m³·d)的运行条件下,TOC厌氧去除率可达50%以上,TOC总去除率可达85%以上厌氧过程有约30%SO₄^2-被去除,无CH4产生,这表明TOC的厌氧去除为硫酸盐还原条件下的缺氧降解.     

基于细管流紫外反应系统探讨紫外和真空紫外/紫外辐照下水中微量磺胺甲噻二唑的光降解效果

水环境中存在的微量有机污染物可在较低浓度下对人类造成较大的危害.基于细管流紫外反应系统(MFPS)研究了典型微量有机污染物磺胺甲噻二唑(SML)在紫外(UV)和真空紫外/紫外(VUV/UV)辐照下的光降解过程,发现SML在VUV/UV辐照下的降解速率明显快于UV辐照.采用MFPS测定了各光化学动力学参数:UV和VUV/UV辐照下光子剂量基反应速率常数分别为0.88×10~3和4.64×10~3m~2·einstein-1;量子产率分别为0.227和0.379;羟基自由基(HO·)和SML的二级反应速率常数测定为6.59×10~9L·mol~(-1)·s~(-1).探讨了pH值和初始SML浓度对降解效果的影响,结果表明,VUV/UV辐照下pH 7.0时的SML降解速率达到最大,而UV辐照下SML的降解速率随pH增加而逐渐增大;初始SML浓度的增大会降低UV和VUV/UV辐照下的降解速率.此外,本研究表明MFPS作为实验室光反应系统可快速、准确地测量各光反应动力学参数,VUV/UV在去除水中微量有机污染物方面的效果优于UV,可较好的处理水中微量有机污染物.     

典型水产抗生素基准值推导及生态风险评价

抗生素在水产行业被广泛使用,恩诺沙星、氟苯尼考、磺胺甲恶唑作为氟喹诺酮、氯霉素、磺胺类3种典型使用抗生素种类,其在水产养殖中安全使用基准值及自然水域生态风险一直不明确。该研究利用物种敏感度分布法（SSD）来确定该典型抗生素对淡水水产养殖生物基准值,使用SSD正向法与风险熵值评价自然河域3种抗生素的生态风险,结果显示：恩诺沙星、氟苯尼考、磺胺甲恶唑安全基准值为58、267、42μg/L;潜在影响比例值与风险熵值均得出自然水域3种抗生素无生态风险。研究为抗生素在水产行业中的科学使用以及系统评价水域抗生素生态风险提供科学依据。     

磺胺甲恶唑对斑马鱼早期生命阶段的发育毒性研究

磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole, SMX)作为一种广谱型抗生素,由于大量使用而在各类水体中广泛存在。为研究SMX对斑马鱼(Danio rerio)早期生命阶段的发育毒性,将3 hpf(hours post fertilization,受精后小时数)内的斑马鱼胚胎在不同浓度(空白对照：0 μg·L^-1,S4:4 μg·L^-1,S40:40 μg·L^-1,S400:400 μg·L^-1)的磺胺甲恶唑溶液中暴露至120 hpf,观察统计斑马鱼胚胎的孵化率,仔鱼的死亡率、心率、体长和畸形率等发育参数,并检测斑马鱼体内生长激素(GH)、胰岛素样生长因子(IGF-Ⅰ)含量以及GH/IGF轴相关基因转录水平的变化。结果显示,40 μg·L^-1和400 μg·L^-1的SMX暴露会导致斑马鱼死亡率显著升高,体长明显缩短,并且对仔鱼有明显的致畸作用(心包囊肿、脊椎弯曲和尾部畸形等)。SMX暴露对斑马鱼的孵化率未产生显著影响,但会造成胚胎/仔鱼心率下降。此外,在S...     

微量磺胺甲恶唑对饮用水管网生物膜群落及抗性基因的影响与控制

针对饮用水管网系统可能存在的微生物风险问题,采用模拟不同处理条件下的输配水管道系统,通过宏基因组学分析探究微量磺胺甲恶唑以及次氯酸钠消毒对管道中生物膜与抗性基因组成的影响。结果表明,2μg·L^-1磺胺甲恶唑的添加对微生物群落以及抗性基因组成无明显影响,而浮霉菌门细菌表现出很强的抗次氯酸钠消毒能力。在未消毒条件下丰度前十的抗性基因与携带差异性抗性基因的细菌在消毒后丰度均明显有所下降,次氯酸钠消毒使ARGs总量下降了91.9%,因此,次氯酸钠消毒通过控制携带抗性基因物种从而有效控制群落抗性基因的传播。同时,通过组间显著性差异的功能基因与组间显著性差异的抗性基因相关性分析,功能基因的变化情况与抗性基因变化情况一致,因此,长期消毒改变了细菌群落组成及其功能,并最终影响抗性基因传播。这项研究有助于控制长期运行的饮用水管网输配系统中可能存在的包括抗药基因在内的微生物相关风险问题。     

两种不同抗生素在沉积物中吸附的影响因素与模拟研究

抗生素是环境中广泛存在的药物,其在水环境的迁移和分布主要受到沉积物吸附行为的影响.本文首先考察了高岭土、黑碳、腐殖酸、pH、Ca~(2+)等5种影响因素对两种不同抗生素在沉积物上吸附强度的单因素影响,然后应用中心复合实验设计考察了其复合影响,并利用实验所得数据,分别拟合和验证了基于线性方程和BP神经网络的两种抗生素吸附模型,通过对比拟合和验证结果分别得到适用于两种抗生素的吸附模型.实验结果表明,pH和Ca~(2+)对两种抗生素在沉积物上的吸附容量影响显著,而高岭土、黑碳和腐殖酸则影响较小.模型模拟结果表明,神经网络模型拟合程度和精度均优于线性方程模型;且交叉验证结果表明,利用不同组数据进行训练,神经网络模型拟合均取得了优于线性方程的拟合结果.因此,在所考察的因素和浓度范围内,神经网络模型较好地预测了沉积物中抗生素的吸附行为.     

水中磺胺对甲氧嘧啶抗生素的平面波导免疫传感器检测

为满足对水中磺胺类抗生素磺胺对甲氧嘧啶(SMD)快速灵敏检测的需求,本研究基于间接竞争免疫反应原理,结合本课题组自主研发的平面波导免疫传感器,建立了快速检测水环境中的磺胺对甲氧嘧啶(SMD)抗生素的方法.研究结果表明,当抗体浓度优化为1.50μg·mL~(-1)、溶液pH值为中性时,磺胺对甲氧嘧啶(SMD)的检测限可至5.24 ng·L~(-1),定量检测区间为0.03—1.37μg·L~(-1),满足水中SMD抗生素的检测需求;四环素、林可霉素及双酚A三类典型污染物对SMD的检测无明显干扰,本方法具有良好的特异性和选择性,检测周期(包括检测及再生)仅20 min.传感芯片再生性研究表明,检测的核心单元免疫芯片可再生后重复使用,其检测性能在运行100个工作周期后无明显衰减.利用本方法对两种实际水样进行加标回收测试,回收率分别在86.3%—93.2%、86.7%—90.5%之间,相对标准偏差均小于10%.结果表明本方法可用于实际水中SMD的快速检测,同时为其它磺胺类抗生素快速灵敏检测方法的建立提供了参考.     

LVJ纳滤膜对磺胺二甲基嘧啶截留性能

用LVJ-NF102聚酰胺纳滤膜在LJ-2540ST卷式膜中试设备中进行纳滤截留水体中磺胺二甲基嘧啶实验,考察操作时间、操作压力、磺胺二甲基嘧啶浓度和离子强度等因素对纳滤膜截留磺胺二甲基嘧啶的影响.结果表明,LVJ纳滤膜对磺胺二甲基嘧啶的截留率100 min后基本稳定;随操作压力的增加,LVJ纳滤膜通量和对磺胺二甲基嘧啶的截留率都增大;随着溶液中磺胺二甲基嘧啶浓度的增加,LVJ纳滤膜通量下降,对磺胺二甲基嘧啶的截留率先增大后维持不变;随溶液中离子强度的增加,LVJ纳滤膜通量和对磺胺二甲基嘧啶的截留率都减小.在磺胺二甲基嘧啶浓度为28.2 mg/L、操作压力为0.4 MPa条件下,LVJ纳滤膜5 min可使溶液中磺胺二甲基嘧啶截留82.7％.