抗生素与微藻相互作用的研究进展

抗生素是一类典型的药物,采用传统的方法无法将其有效去除,具有较高的环境风险。而微藻已被证明具有去除抗生素的潜力。因此,抗生素与微藻方面的研究已经成为热点。文章首先综述了环境中常见抗生素种类及其理化性质,其次分析了抗生素对原核生物（蓝藻）和真核生物（绿藻）在生长过程中的影响及机理,并对抗生素对微藻的复合毒性进行了阐述,最后总结了微藻去除抗生素的主要机制(生物吸附、生物累积、生物降解、光降解、水解和挥发),对未来抗生素与微藻的相关研究方向进行了展望。     

环境中抗生素污染物的研究进展

最近的研究显示,在城市污水、表面水、土壤甚至食物中都检测到了不同种类抗生素的存在,抗生素在环境中的残留问题已经引起了研究者的关注。本文主要介绍了当前国内外抗生素的使用情况、来源,在环境中暴露途径、归趋和对生态的影响等方面的最新研究进展及存在问题,并提出了今后抗生素环境污染研究的主要方向。     

施用粪肥蔬菜基地抗生素残留的研究进展

从施用粪肥的土壤及蔬菜中抗生素的含量与分布特征、抗生素残留对土壤微生物数量、酶活性及对蔬菜产量、品质的影响方面进行了综述,为进一步对施用粪肥蔬菜基地抗生素残留的研究提供参考。结果表明:规模养殖场产生的畜禽粪便作为有机肥料施入蔬菜基地,可造成土壤抗生素残留污染,并可通过干扰土壤微生物的群落结构与功能及土壤酶活性而影响土壤肥力,甚至可被作物吸收累积从而危及农产品质量安全。     

表面活性剂对代表性磺胺类抗生素光解的影响

在水环境中表面活性剂与抗生素很可能会共存。为研究表面活性剂对磺胺类抗生素光解的影响,采用模拟日光及自然光照下的光解实验考察4种表面活性剂(CTAB、SDS、SDBS和TW80)对2种代表性磺胺类抗生素光解的影响。模拟日光及自然光下,4种表面活性剂均能促进磺胺嘧啶(SD)的光解,其中CTAB及SDBS促进效果最为显著。自然光下,CTAB显著促进磺胺异恶唑(SXZ)的光解,SDS、SDBS及TW80对SXZ光解的影响不大。在考察的p H值4、6、9条件下,CTAB均促进SD及SXZ的光解。研究表明,CTAB对SD和SXZ光解的影响并不是通过改变抗生素的p Ka和离子形态来实现的,其影响机制有待进一步研究。     

畜禽粪便堆肥降解残留抗生素的研究进展

兽用抗生素的广泛使用导致了畜禽粪便中抗生素的大量残留,直接将粪便作为有机肥料使用会引起抗生素在环境中的进一步扩散。堆肥技术被认为是一种粪便无害化和资源化处理的简便易行方法,能有效去除粪便中大部分残留的抗生素。文章对畜禽粪便中抗生素的残留概况做了总结,并对堆肥过程中影响抗生素降解的主要因素如温度、通风、C/N、重金属、抗生素类型以及微生物影响降解效率的机制进行了分析。最后,简单介绍了抗生素降解动力学模型的研究和抗生素检测的方法,并对今后抗生素堆肥降解研究的方向提出了建议。     

人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究进展

针对污水中抗生素及抗生素抗性基因的存在及潜在危害,总结了人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究的最新进展。已有研究表明:人工湿地对污水中抗生素的去除率为60%~100%,对抗生素抗性基因的去除率为10%~100%,季节、进水水质、水力停留时间、温度、pH、微生物、植物、基质等是影响人工湿地去除抗生素及其抗性基因的主要因素,微生物降解、光降解、吸附、植物吸收和植物降解是主要去除机制。人工湿地虽然可以去除抗生素及其抗性基因,但抗生素在基质的富集以及出水抗生素抗性基因丰度的增加会带来潜在风险,值得关注。新型人工湿地处理技术对抗生素及其抗性基因和传统污染物的协同去除机制,以及人工湿地各要素的去除机理和贡献、耦合生物电化学作用的人工湿地技术是未来的重要发展方向。     

农业环境中抗生素风险评估的研究进展

抗生素在畜牧、种植及水产养殖等农业领域广泛应用,且大量抗生素未经代谢就进入环境,因此明确其对生态环境和人类健康的影响至关重要.通过系统综述抗生素风险评估方法的相关研究.结果表明,生态环境风险主要通过风险商法（RQ）评估,预测无影响浓度（PNECs）是生态环境风险评估的重要指标,但其取值尚存在争议;健康风险的评估方法为危害商法（HQ）,抗生素暴露途径和毒理学阈值的选取是评估的关键.目前两类评估方法均缺乏对复合污染的研究,且未考虑抗生素代谢产物潜在的风险.进一步地分析表明,水环境和粪/肥/土壤环境中抗生素的生态风险普遍存在,粪/肥还田均会影响水土环境,土地利用类型与高风险抗生素种类有关;PNECs的取值受所选受试物种、实验条件、计算方法和土壤类型等影响;通过饮食摄入抗生素引起的健康风险极微,但沿海地区通过食用海鲜引起的健康风险不容忽视;农业环境中的喹诺酮类抗生素生态风险和健康风险均相对较高.基于抗生素在农业中的使用量及相关环境中的残留浓度和毒性,研究提出了农业环境中需要优先控制的抗生素清单,总结了抗生素风险评估存在的主要问题,可为农业环境中抗生素的风险评估优化和污染防治提供支撑.     

近岸养殖区抗生素的海洋环境效应研究进展

介绍了养殖中常用的抗生素及其在海洋环境中的持久性,并对抗生素使用对海洋环境所带来的不利影响,如对沉积物中有益微生物的活性抑制、对生源要素的生物地球化学循环的影响、以及长期使用抗生素引起病原生物的抗药性增强和水生生物体药物残留等问题进行了综述。对上述问题的探讨将有助于弄清抗生素在使用过程中对环境的影响,改善养殖环境质量,降低抗生素使用对环境的危害及对人类的影响。     

长三角典型城郊土壤抗生素空间分布的影响因素研究

阐明土壤抗生素的空间分布特征对于认识抗生素的空间扩散和迁移过程、控制土壤抗生素污染、维护土壤安全具有重要意义.本研究通过空间采样,系统分析了长三角地区典型城郊流域土壤抗生素的空间分布特征,并探讨了人类活动、土壤性质和微生物群落对土壤抗生素分布的影响.结果表明,农田土壤中抗生素含量显著高于园地和林地,其中,检出浓度顺序为:四环素类(TCs)喹诺酮类(QNs)大环内酯类(MLs)磺胺类(SAs),平均含量分别为41.43、11.38、0.15、0.09μg·kg~(-1),农田土壤抗生素含量与有机肥施用密切相关.Spearman相关分析结果表明,TCs、QNs、SAs及抗生素总含量与距城镇距离、距道路距离、海拔及C/N具有显著的负相关性(p0.05),表明这3类抗生素的空间分布受人类活动的强烈影响,而MLs含量与人类活动的关系则较弱.土壤养分、颗粒组成、pH、容重等对抗生素的吸附、迁移、降解等环境行为具有强烈的影响,其空间异质性影响了土壤抗生素空间分布的差异性.土壤微生物群落与土壤抗生素之间具有较为复杂的联系,研究发现,部分变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门及浮霉菌门细菌与土壤抗生素含量呈现负相关.方差分解分析揭示出土壤性质、人类活动及其相互作用是土壤抗生素空间分布的主要影响因素,对土壤抗生素分布空间变化的总解释度接近于58%,达到了较高水平.     

土壤中抗生素抗性基因的分布及迁移转化

为明晰土壤中抗生素抗性基因的存在及传播状况,并为开展抗生素抗性基因土壤污染的风险评价工作提供科学的理论依据.本文根据抗生素抗性基因存在和转移的理论基础,结合国内外研究进展,详细阐述了土壤中抗生素抗性基因的来源、分布传播及其影响因素,发现已有研究对外源抗生素抗性基因在土壤中的丰度和种类变化的研究较为深入,而对其在土壤中的空间分布特征、传播扩散及行为机理等研究工作尚处于起步阶段.因此提出未来土壤抗生素抗性基因的研究重点应为掌握抗生素抗性基因的空间分布、溯源、迁移转化规律及其关键制约因子,并建立相应的数量关系.     

OFL和SMX单一及复合胁迫对食蚊鱼仔鱼的毒性影响

抗生素在水环境中持续存在,其单一与复合胁迫对水生生物的毒性效应可能具有不同特征。该研究以典型抗生素氧氟沙星(OFL)和磺胺甲恶唑(SMX)为研究对象,基于病理损伤(H&E染色)、氧化损伤(抗氧化酶活性及相关基因表达变化),探究不同剂量OFL和SMX单一及复合暴露对食蚊鱼初孵仔鱼的毒性效应。结果表明:OFL、SMX (0.05、1、20μg/L)单一及复合暴露10 d后,仔鱼肝脏出现组织损伤,OFL单一暴露诱导的肝脏损伤大于SMX单一暴露组,二者联合暴露加剧了鱼体的肝脏损伤。联合作用增强了OFL和SMX对SOD、CAT酶活性及sod2、cat基因表达的影响,但减弱了其对GST酶活性及gst基因表达的影响。相比hsp70基因,仔鱼hsp90基因对OFL、SMX暴露的响应更灵敏。OFL、SMX单一及联合暴露诱导仔鱼生长异常,破坏了鱼体抗氧化系统的平衡,导致组织损伤。研究从组织和分子层面共同探究了抗生素单一及复合胁迫对鱼类的毒性效应,可为混合抗生素的生态风险评估和安全应用提供科学依据。     

水体中抗生素的检测及去除方法研究综述

抗生素是目前世界上应用最广泛的药物之一。大量抗生素的使用,不可避免地给自然环境造成巨大的压力。由于污水截流不彻底等原因,工业、养殖及医疗活动等进入环境中的抗生素通过各种途径进入饮用水体,对水质安全及人类健康构成威胁。针对抗生素对水环境造成的污染,讨论目前国内外水环境中抗生素检测技术和去除手段的研究情况,主要对水中抗生素的富集方法、仪器检测及臭氧氧化去除技术进行分析,最后对抗生素污染的研究方向进行了展望。     

农用地土壤抗生素组成特征与积累规律

选取我国北部典型农副产品生产基地,利用HPLC-MS/MS测定土样中四环素类（tetracycline antibiotics,TCs）、大环内脂类（macrolide antibiotics,MLs）以及磺胺类（sulfonamide antibiotics,SAs）共10种抗生素的残留含量,研究不同种类抗生素的组成及空间分布,并对其分布特征与距养殖场、公路、河流间距离的关系,以及不同种植模式、不同土壤性质对抗生素组成与积累规律的影响进行初步探讨.结果表明,研究区土壤抗生素含量值处于较低水平,但检出率较高,总量的检出率高达100%.研究区土壤抗生素的主要成分为TCs,约占总量的94%,不同抗生素的变异系数较大.区内土壤抗生素的空间分布及积累规律受人类活动强度的影响,其中抗生素含量与距养殖场距离呈显著负相关（P<0.05）;距河流50 m内的样点3类抗生素的检出率均达100%;不同种植模式下抗生素含量的积累规律为：果园 > 菜地 > 菜果混种地,且桃园及露天菜地中抗生素的来源、含量与核桃园、大棚菜地及菜果混种地块有明显区别.研究选用土壤pH、有机质（SOM）,阳离子交换量（CEC）、总氮（TN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）表征土壤性质,通过冗余分析显示,土壤pH、SOM、CEC、AP、AK这5种土壤特性对抗生素含量的影响较大,其中AK的影响强度最大,TN的影响则相对较弱.研究认为区内土壤抗生素的组成与积累程度受人类活动及土壤性质的共同作用.     

抗生素与重金属复合污染废水处理的研究进展

随着越来越多的污染物进入环境,水体抗生素和重金属复合污染问题已引起学者们的关注.在归纳和总结抗生素和重金属相互作用机理的基础上,综述了抗生素和重金属复合污染废水主要处理技术的研究进展,并总结了其作用机理及优缺点.结果表明:抗生素和重金属的相互作用主要受到抗生素官能团的种类、重金属离子的类型和溶液pH的影响;吸附法是当前应用最多的方法,而光催化法和人工湿地法具有广阔的应用前景,将絮凝剂或零价铁基改性能够增强抗生素和重金属复合污染废水的处理效果,各种方法相结合对处理水体抗生素和重金属复合污染有较大潜力.建议今后研究应着重关注以下几个方面:①各种处理技术在实际环境水体中的应用;②复合污染的环境影响及相关法规标准的制订与完善;③新污染物抗性基因的生成机理及其影响因素.      

抗生素在污水处理系统中的迁移分布研究进展

抗生素是近年来受到环境界普遍关注,具有潜在生态风险的新兴污染物。城市污水处理厂作为水循环和水污染控制的重要环节,是抗生素向环境迁移转化的重要来源。根据目前已有的研究结果,对几类典型抗生素在国内外污水处理厂的分布和迁移进行了综述,详细总结分析了污水厂出水和污泥中的抗生素浓度分布、典型抗生素在污水处理厂的去除效率和吸附降解规律等,并对今后的研究重点及方向进行了展望。     

抗生素废水水解酸化预处理试验研究

采用水解酸化反应器对抗生素生产废水进行了预处理的试验研究,考察了不同的影响因素对处理效果的影响。结果表明:水解酸化工艺对于抗生素废水是一种有效的预处理手段。     

污水生物处理中抗生素的去除机制及影响因素

环境中的抗生素污染日益严重,其诱导产生的抗生素抗性成为人类健康的重大威胁.通过对世界多地污水处理厂进、出水中抗生素浓度水平的文献调研汇总,发现当前的污水处理工艺不能实现抗生素的有效去除.吸附和生物降解是污水中抗生素的主要去除途径,因此本文深入地分析了吸附的作用机制和不同种类抗生素吸附程度的差异;从生物降解性能、降解菌和降解产物等方面分析抗生素在污水生物处理过程中的生物降解作用;分析讨论了水力停留时间、污泥停留时间、温度和工艺选型(传统活性污泥法、膜生物反应器和生物脱氮工艺)等污水生物处理工艺的运行条件对吸附和生物降解途径的影响,进而解析对抗生素去除效果的影响.菌群组成、生长基质供应情况和微污染物共存情况等因素对污水生物处理中抗生素迁移转化的影响需要更深入地研究.     

微塑料与农田土壤中典型污染物的复合污染研究进展

作为一种新型环境持久性污染物,微塑料除自身能够对生态系统产生不良影响外,其也可与周围环境中的共存污染物形成复合污染,从而产生更高的生态风险和健康风险.基于农业生态系统视角,聚焦重金属、农药和抗生素这3种农田土壤典型污染物与微塑料的复合污染,综述了重金属、农药和抗生素在微塑料上的吸附-解吸行为,探讨了微塑料的结构与性质、污染物的理化性质以及环境条件对重金属、农药和抗生素在微塑料上吸附-解吸行为的影响,阐述了微塑料对农田土壤中重金属、农药和抗生素生物有效性的影响及内在机制,指出了当前研究存在的问题和不足并对未来研究方向进行了展望,可为微塑料与农田土壤典型污染物复合污染的生态风险评估提供科学参考.     

制药废水中抗生素抗性的污染特征、检测手段和控制方法

制药行业废水中含有大量的抗生素、抗生素抗性细菌（ARBs）及抗性基因（ARGs）等新污染物,现今的生物处理工艺尚不能有效地对其进行去除.最终以上新污染物随出水进入各类水体或渗入土壤,造成环境污染,影响人类健康.因此,探明制药废水中抗生素、ARBs和ARGs的污染特征,知晓检测和控制废水中抗生素抗性污染的方法,对于削减环境中的抗生素和ARGs,评估抗生素抗性的生态风险至关重要.针对制药废水处理厂（PWWTPs）环境中的抗生素抗性污染问题,讨论了制药废水中的抗生素、ARBs和ARGs的污染现状;概述了制药废水环境中抗生素抗性的不同评估方法;最后对PWWTPs中常用去除抗生素及ARGs的废水处理技术进行了概述,以期为环境中抗生素及抗性基因的生态风险评价及科学防治提供理论依据.     

抗生素在城市污水处理过程中的去除研究进展

抗生素是一种具有潜在生态风险的新兴污染物,其在环境水体中长期存在和积累会对受纳水生生物及人体健康产生不利影响,因此引起了全社会的广泛关注。城市污水处理厂作为水循环和污染控制的重要环节,是抗生素向环境迁移转化的重要来源。该文以8种典型抗生素为研究对象,综述了它们的物理化学性质及其在传统污水处理厂中的归趋、浓度水平以及相应的去除效率,探讨了它们的深度处理技术及其在再生水厂中的去除情况,并展望了该领域未来研究发展方向。