畜禽养殖场空气中可培养抗生素耐药菌污染特点研究

畜禽养殖场被认为是空气环境中耐药基因和致病菌的重要来源.本研究对北京地区22个畜禽养殖场逸散细菌、四环素和红霉素耐药菌气溶胶的浓度进行检测,对其粒径分布和动力学粒径进行分析.结果表明,所调查的3种生物气溶胶(细菌、四环素耐药菌和红霉素耐药菌),在猪舍内浓度最高,牛舍内最低.蛋鸡舍内两种抗生素耐药菌气溶胶的浓度均低于肉鸡.本研究在蛋鸡和肉鸡舍外空气中检测到了四环素和红霉素耐药菌,所占丰度分别为8.81%、15.89%和23.19%、36.53%.不同养殖场舍内外细菌、四环素耐药菌和红霉素耐药菌气溶胶浓度的粒径分布特点存在差异.动力学粒径研究结果显示,4种动物舍内的四环素和红霉素耐药菌气溶胶主要沉降在人体的咽喉和支气管.本研究结果将为评价养殖场生物气溶胶对周边空气环境污染及人类健康造成的危害提供基础数据.     

红霉素对产甲烷菌的抑制及其驯化

红霉素是一类具有一定生物毒性的抗生素类药品,为探明红霉素对产甲烷菌的抑制作用及其可驯化能力,依次在厌氧瓶中进行厌氧毒性试验、在升流式厌氧污泥床反应器(UASB)中进行连续实验,测定累计甲烷产量、相对产甲烷速率、COD去除率、甲烷含量.结果表明,红霉素为150 mg.L-1时产甲烷速率降为56.1%;250 mg.L-1时反应速率降低99%以上,活性受到完全抑制.保持红霉素投加量为20 mg.L-1连续运行60 d,COD去除率、甲烷含量可达到81.4%、64.2%.红霉素对甲烷菌有抑制作用,半抑制浓度为150 mg.L-1.甲烷菌对红霉素有一定的驯化能力,驯化60 d后COD去除率、甲烷含量较未驯化时可提高15.13%、22.05%.     

污水处理厂中红霉素抗药性基因的污染特征及选择性因子

采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-HPLC-MS/MS)检测分析了上海某污水处理厂中12种不同药品和个人护理品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)的含量水平和分布特征,采用实时荧光定量PCR方法定量检测分析了7种红霉素抗药性基因(ERY-ARGs)在污水处理厂中的分布和丰度变化.结果表明,在污水处理厂中共检出5种PPCPs(包括磺胺甲唑、红霉素、四环素、卡马西平和三氯生),浓度范围分别为24.5~38.7、47.5~49.2、43.1~85.4、2.5~3.9和423.2~8 973.3ng·L-1.两段A/O生物处理工艺对三氯生具有较好的去除效果,但对其余4种PPCPs的去除效果较差.与此同时,目标ERY-ARGs在污水处理厂中均被检出,在原水中的丰度达9.28×103(erm A)~1.83×108(ere A)copies·L-1,虽然两段A/O工艺能够显著降低污水中的ERY-ARGs(1.19 log~3.97 log),但其在最终处理出水中的浓度仍然较高.通过相关性分析可知,ERY-ARGs与红霉素和三氯生之间均具有显著相关性(P<0.05),表明污水处理厂中红霉素对ERY-ARGs的产生和传播具有重要影响,而三氯生对ERY-ARGs可能存在交叉选择性作用.     

红霉素废液生产单细胞蛋白的发酵条件研究

采用单因素及正交方法,以微生物含量为主要检测指标,研究红霉素废液生产单细胞蛋白的工艺条件。探讨了接菌量、发酵培养基中废液含量、发酵时间、发酵pH值、氮源等因素对单细胞蛋白产量的影响。结果表明,红霉素废液发酵生产蛋白的适宜条件为:发酵培养基中废液含量20%,接菌量6%,pH=6,发酵时间72h。     

模拟日光照射下三种抗生素的光降解行为

选取四环素、土霉素、红霉素等3种国内普遍使用的抗生素,研究其在模拟日光(1.7 kW氙灯,300 nm≤λ≤400 nm)下的降解动力学行为.结果表明,3种抗生素在模拟日光下均能发生光降解,3 h的降解率分别达到66.87%、90.55%和92.80%.降解过程均符合准一级反应动力学方程,速率常数(k)分别为:0.0064、0.0138 min-1和0.0155 min-1;半衰期(t1/2)分别为:108.30、50.23、44.72 min.采用LC-MS分析推断3种抗生素主要降解产物,探讨了它们可能的光解途径.     

恩诺沙星和硫氰酸红霉素对铜绿微囊藻的毒性研究

研究了恩诺沙星、硫氰酸红霉素暴露对铜绿微囊藻生长和生理的影响.结果显示恩诺沙星、硫氰酸红霉素对铜绿微囊藻的生长有抑制作用,且96h-EC50分别为84.6,48.2mg/L;对铜绿微囊藻的叶绿素荧光和光合色素含量的影响一致,表现为浓度-效应关系;对可溶性蛋白含量的影响表现为低促高抑的现象;丙二醛含量随着抗生素浓度的增加显著增加.可见,恩诺沙星和硫氰酸红霉素能够阻碍铜绿微囊藻的光合作用,抑制可溶性蛋白的合成,从而影响铜绿微囊藻的正常生长.     

环境浓度下的混合抗生素对普通小球藻的联合毒性

近年来,抗生素已成为一类备受关注的新型环境污染物。为了探究这类化合物对各类生物的毒性效应,本实验以红霉素(ERY)、恩诺沙星(ENR)、磺胺甲恶唑(SMX)这3种常见的抗生素作为代表,研究其单独作用和两两联合作用对普通小球藻的生长、蛋白合成及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:ERY、ENR和SMX对小球藻的96 h-EC50分别为85.7、124.5和1 672.7μg·L~(-1),且3种抗生素两两联合时对小球藻的毒性作用类型均为协同作用。此外,当暴露于环境浓度的抗生素时,无论是单独加药还是联合加药,除ERY处理组的小球藻的蛋白合成被轻微抑制外,其他各处理组的蛋白含量与对照组相比,均展现出低剂量刺激效应。对于MDA产量,ENR处理组的MDA含量与对照组无显著差异,其他各处理组均高于对照组;故环境浓度下的ENR并没有对小球藻造成明显的氧化损伤,而其他2种抗生素则对小球藻造成了氧化损伤。该研究为低浓度混合抗生素在淡水环境中联合暴露的生态风险评估提供了科学依据。     

两类抗生素对EBPR系统的短期生物抑制作用实验研究

基于强化生物除磷(EBPR)系统,从除磷过程、挥发性脂肪酸(VFA)的消耗过程、聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的合成与消耗过程、胞外聚合物(EPS)的总量变化过程及比呼吸速率(SOUR)的变化过程等多个角度出发,系统地研究了高浓度(10 mg·L~(-1))红霉素和土霉素对EBPR系统的短期冲击作用.结果表明,高浓度(10 mg·L~(-1))红霉素和土霉素在24 h之内均能对除磷过程产生明显的抑制作用,除磷效率分别下降至63.3%和61.2%.抗生素对VFA的消耗过程并无明显作用,而对PHAs的厌氧合成和好氧消耗过程影响较为显著.同时,高浓度(10 mg·L~(-1))抗生素对EPS中蛋白质(PN)合成量的抑制率在26.7%以上.SOUR变化过程的分析结果表明,抗生素对EBPR系统中微生物的呼吸作用抑制显著,在高浓度(10 mg·L~(-1))抗生素反应器中抑制率在16.0%以上.对比分析结果表明,相同浓度的土霉素比红霉素对EBPR系统的抑制更为显著,且EBPR系统的好氧过程比厌氧过程更容易受到抑制.     

红霉素对菲降解菌GY2B的毒性及抗生素后效应

为了解抗生素对环境污染物高效降解菌的生态效应,通过红霉素对菲高效降解菌GY2B的毒性实验以及抗生素后效应(PAE)的测定,研究了菌体细胞在红霉素作用下的生理、毒理指标以及后效应期间菌体的变化。结果表明,GY2B对红霉素的最高耐受(99.9%死亡率)浓度为25μg/mL,长期接触低于25μg/mL的红霉素可降低GY2B对药物敏感性,使其产生耐药性;当红霉素浓度高于最低抑菌浓度(0.25μg/mL)时,能显著降低菌体细胞的总超氧化物歧化酶(SOD)活力,引起活性氧对菌体的损伤,亦能显著降低乳酸脱氢酶(LDH)活力,但对菌体细胞有氧呼吸水平的影响会随着时间逐渐减弱;GY2B在短暂接触红霉素后2~3 h即可复苏生长(菌密度增加10倍),但红霉素能对GY2B产生明显的后效应,诱发细胞SOS修复机制和自溶现象,使得DNA含量发生显著变化。因此,环境中抗生素对污染物降解微生物的生态效应值得关注。     

纳米聚苯乙烯塑料对红霉素生物毒性效应的影响研究

微/纳米塑料（Micro/nano-plastic, MPs/NPs）和红霉素（ERM）是水环境中检出浓度较高新污染物,二者共存产生复合生态毒理风险.以大型溞为模式生物,研究不同老化程度的纳米聚苯乙烯塑料（PS）和ERM单独与联合暴露对浮游动物生长、繁殖、游泳等生态行为及相关蛋白和基因表达的影响.结果表明,PS和ERM能够显著影响大型溞生长、呼吸、氧化应激等多种生理行为,上调大型溞发育繁殖相关基因表达,下调抗氧化防御系统及解毒相关基因的表达.PS存在能够降低ERM对大型溞生殖、抗氧化系统和神经系统的毒性影响,增强大型溞生长发育毒性,且PS老化程度越高对ERM生物毒性的影响效果越显著.本研究为评估抗生素和纳米塑料共存污染对水生生物种群稳定和生态系统安全的影响提供数据支撑.