Diversity of antibiotic resistance genes and encoding ribosomal protection proteins gene in livestock waste polluted environment

The rapid development and increase of antibiotic resistance are global phenomena resulting from the extensive use of antibiotics in human clinics and animal feeding operations. Antibiotics can promote the occurrence of antibiotic resistance genes (ARGs), which can be transferred horizontally to humans and animals through water and the food chain. In this study, the presence and abundance of ARGs in livestock waste was monitored by quantitative PCR. A diverse set of bacteria and tetracycline resistance genes encoding ribosomal protection proteins (RPPs) from three livestock farms and a river were analyzed through denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). The abundance of sul(I) was 10³ to 10⁵ orders of magnitude higher than that of sul(II). Among 11 tet-ARGs, the most abundant was tet(O). The results regarding bacterial diversity indicated that the presence of antibiotics might have an evident impact on bacterial diversity at every site, particularly at the investigated swine producer. The effect of livestock waste on the bacterial diversity of soil was stronger than that of water. Furthermore, a sequencing analysis showed that tet(M) exhibited two genotypes, while the other RPPs-encoding genes exhibited at least three genotypes. This study showed that various ARGs and RPPs-encoding genes are particularly widespread among livestock.     

山东省主要河流中抗生素污染组成及空间分布特征

采用固相萃取-液相色谱/串联质谱法研究了山东省境内四大流域主要河流中抗生素污染组成及空间分布特征,涉及我国用量最大的6类共20种抗生素。结果表明:20种抗生素均有检出,且大环内酯类、喹诺酮类和四环素类抗生素整体检出浓度较高。就流域而言,半岛诸河流域抗生素污染较小,平均总质量浓度61.4 ng/L;海河流域、小清河流域和淮河流域相对较为严重,平均总质量浓度分别为232、175、118 ng/L。抗生素空间分布呈现一定的规律,检出浓度较高的点位主要集中在人口密集区下游,抗生素污染与周边生活污水、养殖企业废水和城市污水处理厂排水密切相关,而且抗生素组成可从一定程度上反映出污染来源。     

响应面方法优化光催化降解抗生素类污染物过程研究

近年来抗生素类污染物对环境的影响及其生态毒性日益引起广大研究者的关注。对TiO2光催化降解典型抗生素类污染物磺胺二甲嘧啶（SMT）进行了研究。采用中心组合设计方法（CCD）进行试验设计,使用响应面方法（RSM）对光催化过程中的影响因素（TiO2浓度、初始磺胺二甲嘧啶浓度、双氧水浓度）进行了探讨和分析,并对反应过程进行了优化。优化结果表明,最佳反应条件为：TiO2浓度1.74 g/L、初始磺胺二甲嘧啶浓度20.0 mg/L、双氧水浓度106.28 mg/L,在优化条件下的磺胺二甲嘧啶光催化实际去除率为83.6%。响应面方法能够优化光催化条件,预测光催化结果,有利于优化光反应器的设计,对于工程化光催化水处理技术的发展具有一定的参考价值。     

抗生素抗性基因(ARGs)——一种新型环境污染物

抗生素的环境污染与生态毒性近年来引起了日益广泛的关注.水产养殖和畜牧业抗生素长期滥用的直接后果,很可能诱导动物体内抗生素抗性基因,经排泄后将对养殖区域及其周边环境造成潜在基因污染.抗性基因还极有可能在环境中传播、扩散.对公共健康和食品、饮用水安全构成威胁.为此,提出了将抗生素抗性基因作为一类新型环境污染物,对该类污染物在环境中的来源、潜在的传播途径以及国内外相关研究进展进行综述,指出了当前形势下我国开展环境中抗生素抗性基因污染研究的必要性,建议尽快从国家层面上系统进行抗生素抗性基因的环境污染机理与控制对策研究.     

发酵类抗生素废水处理工艺及运行效果

介绍了内蒙古某抗生素废水处理厂的处理工艺流程、处理单元类型及其详细设计参数,通过对该污水处理厂半年内运行效果的调研,分析评价该污水处理系统的处理效果及出水指标;该水厂工艺流程对COD、TOC、氨氮、总氮、总磷、BOD和急性毒性的平均去除率分别为96.52%、95.83%、50.24%、55.20%、62.05%、98.52%和99.14%,COD、氨氮、总氮、总磷出水水质分别为477、438、556.7和7.69 mg/L,达到排放到城区下水道要求,园区内所有废水汇集到园区污水处理厂进行集中深度处理达标后排放水体。通过对该水厂工艺的介绍和水质分析,为我国抗生素生产企业面临的废水处理工艺类型选择及工程改造升级提供一定参考。     

气溶胶中抗生素抗性基因研究进展:以养殖场和医院为例

抗生素在医药和养殖业的大量使用导致耐药菌的出现,加速了抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)在不同环境介质中的传播扩散,抗生素耐药性已成为目前全球卫生、食品安全和发展的最大威胁之一。气溶胶作为ARGs的潜在储存库缺乏系统的研究数据,而通过空气传播具有较高抗生素抗性水平的细菌可能是引起重要疾病的主要传播途径。本文针对养殖场和医院2个抗生素大量使用的典型场所,对气溶胶中ARGs的污染现状、样品采集与检测技术进行综述,并探讨了这一环境污染的潜在风险,表明开展气溶胶中ARGs研究的必要性,并为以后需开展的工作提出几点建议。     

5种磺胺类抗生素在土壤中的吸附和淋溶特性

分别利用振荡平衡法和柱淋溶法研究了5种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶,磺胺甲嘧啶,磺胺二甲嘧啶,磺胺二甲氧嘧啶,磺胺甲恶唑)在5种不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素.结果表明,磺胺类抗生素在5种供试土壤上的吸附等温线较好地符合Freundlich方程,吸附常数K_d为 0.10~4.39 μg^1-1/n (cm³)^1/n g ^-1;5种磺胺类抗生素在供试土壤中吸附性大致排列顺序为:东北黑土≈无锡水稻土>江西红壤>南京黄棕壤≈陕西潮土.吸附的主要影响因素为土壤pH值和有机质含量:土壤pH值增高,磺胺类抗生素大量转变为阴离子态,吸附减弱;土壤有机质含量增加,吸附增强.5种磺胺抗生素在5种供试土壤中的吸附自由能为 -12.5~-5.3 kJ·mol^-1,表明吸附机理主要是物理吸附.磺胺类抗生素在土壤中具有较强的淋溶性, 淋溶性能从大到小依次为:陕西潮土>南京黄棕壤>江西红壤>无锡水稻土>东北黑土,与吸附试验结果相一致.畜禽养殖使用磺胺类抗生素对地下水污染具有潜在风险,应该引起足够重视.     

两种喹诺酮类抗生素对亚心形扁藻的毒性效应研究

研究了恩诺沙星和盐酸环丙沙星两种喹诺酮类抗生素对亚心形扁藻的毒理学效应。经多组不同浓度的两种抗生素处理后,分别对扁藻的96EC50、叶绿素和胞外聚合物（EPS）进行分析。结果表明,两种抗生素在低浓度时对扁藻生长具有促进作用,而在高浓度时体现抑制毒性作用。高浓度时,抗生素浓度越高对扁藻的生长、叶绿素和胞外聚合物抑制效果越明显,但当浓度达到一定高度后,抑制会达到其阈值。恩诺沙星和盐酸环丙沙星对扁藻的半生长抑制率分别为19.8 mg/L和28.7 mg/L。     

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.     

无锡市污水处理厂抗生素抗性菌分布与去除特性研究

近年来,污水处理厂已成为环境中抗生素抗性菌的重要来源.本研究利用传统的异养菌培养法对无锡市6座污水处理厂进出水中的5种抗生素(氨苄霉素、红霉素、四环素、卡那霉素、环丙沙星)抗性菌进行调查与分析,并对比了在不同工艺和不同季节条件下抗性菌的去除效果.结果表明,5种抗性菌在污水处理厂进出水中均可检出,进水中抗性菌浓度为103~10~5CFU·m L~(-1),出水中抗性菌浓度为10~2~10~4CFU·m L~(-1),其中,氨苄霉素抗性菌最多,占总异养菌的比例超过50%.污水处理工艺没有选择性去除抗性菌的效果,出水中抗性菌占总异养菌的比例相对于进水有增加趋势.相比其它传统工艺(氧化沟、SBR等),MBR工艺对去除氨苄霉素、红霉素抗性菌表现出一定优势;夏季目标污水处理厂对抗性菌的去除量略多于冬季,且只有环丙沙星抗性菌的去除量表现出显著的季节性差异(p0.05).