电子束辐照降解抗生素菌渣中残留土霉素研究

文章采用电子束辐照技术对土霉素菌渣进行了处理,研究了吸收剂量、辐照厚度以及环境条件等参数对土霉素降解的影响,分析了辐照前后菌渣中有机物成分的变化,并探究了辐照过程中菌渣的生物毒性变化。研究表明,随着吸收剂量的增加土霉素的含量逐渐减小,20 kGy时土霉素降解40.59%,300 kGy时土霉素降解80.04%;相同吸收剂量条件下,辐照厚度为1 cm的降解效果优于2 cm;采用NaOH消解的菌渣中土霉素的降解效果最好,其次是H2O2消解,而H2SO4消解的效果最差;菌渣中含有大量的氨基酸、脂肪酸、生物碱以及药物成分,经辐照后部分有机物降解并会产生部分新的有机物;随着吸收剂量的增加,生物毒性逐渐减小。     

抗生素菌渣处理处置技术进展

我国是抗生素原料药生产大国,抗生素菌渣产生量大、处理难度大,且属于危险固废,其合理、安全处置是目前制药企业亟待解决的难题。对抗生素菌渣的焚烧、肥料化、饲料化、填埋、能源化及其他处理处置技术的现状进行了归纳和总结,并对抗生素菌渣处理处置技术的发展趋势进行了展望。     

我国抗生素菌渣资源化研究新进展

抗生素菌渣是一种宝贵资源,在我国也属于危险废物。由于缺乏成熟高效的处理与资源化技术,以及科学完善的安全性评估方法,抗生素菌渣的处理问题严重地制约了制药企业的健康发展。结合最新相关文献和研究成果,从抗生素菌渣处理与资源化技术、安全性评估两方面综述了目前抗生素菌渣资源化取得的最新进展,总结了抗生素处理与资源化技术的最新发展,并对不同资源化技术的可行性进行了分析,提出了以抗生素及其代谢产物残留评估和抗性基因评估为基础的安全性评估方法,并总结了评估指标实现的技术困难。     

β-内酰胺类菌渣肥对生菜根际土壤细菌及抗性基因的影响

内酰胺类菌渣的资源化处理已成为生物制药企业急需解决的问题.为探究β-内酰胺类菌渣资源化产物是否满足《有机肥料》(NY/T 525—2021)标准,施加后是否会对作物根际土壤微生物产生显著影响以及是否会导致ARGs(抗生素抗性基因)的富集等问题,该研究选用经水热干燥喷雾(HT+SD)处理后的头孢菌渣和板框压滤(MD)处理后的青霉素菌渣为研究对象,以空白组、化肥处理组为对照,各施肥处理均采用高施用量(1%)和低施用量(0.5%)两种肥料投加量进行盆栽试验.通过16S rRNA及HT-qPCR方法研究了菌渣肥对生菜根际土壤细菌多样性、物种组成、ARGs以及MGEs(可移动遗传元件)的影响.结果表明：在经过无害化处理后的菌渣中,残留抗生素远低于HPLC-MS检出限(<6.78μg/kg),含水率降低95%,重金属、有机质等指标均能满足《有机肥料》(NY/T 525—2021)要求;相较于施肥量,施肥类型对土壤细菌群落结构的影响更明显,其中,两种菌渣处理组Shannon-Wiener指数显著高于化肥处理组(P<0.05);两种菌渣的施用均没有改变土壤细菌组成,各处理组中最丰富的菌门皆...     

林可霉素菌渣堆肥抗生素抗性基因变化分析

为了研究抗生素菌渣堆肥过程中抗生素抗性基因（ARGs）的变化情况,以林可霉素菌渣-糠醛渣堆肥为研究对象,以污泥-糠醛渣堆肥为对照.运用荧光定量PCR技术检测到了堆肥过程中lnuA-01、sul1、ermA、ermB、ermC等5种林可霉素抗性基因和整合子基因intI1的变化情况.结果表明,堆肥化处理可以降解99%的林可霉素残留,两者堆肥ARGs总量绝对丰度均有较大增加,而相对丰度降低5%~22%.同时发现林可霉素菌渣堆肥有助于intI1的富集,表明林可霉素菌渣堆肥存在生态风险.冗余分析显示,ARGs变化受环境因子影响严重,影响顺序为pH值 > 林可霉素残留 > 温度 > C/N.     

甾体类药物发酵菌渣的无害化与资源化研究进展

我国为甾体类原料药的生产大国,微生物转化法生产甾体药物的过程中产生的发酵菌渣是一种非常宝贵的资源,但发酵菌渣中仍存在少量有毒的甾体类残留物,在我国被列入《国家危险废物名录》。目前,甾体药物发酵菌渣的处理仍存在一定困难,严重制约着制药企业的健康发展,为此很多研究者针对药物发酵菌渣的无害化与资源化途径开展了广泛的研究。从甾体类药物发酵菌渣的来源、污染属性及国家相关管理要求等方面入手,分别综述了目前包括水热处理、碱热处理、微波处理等预处理技术,燃料化、肥料化、材料化等资源化利用技术,焚烧处置、安全填埋等处置技术在内的甾体药物发酵菌渣无害化与资源化方面的研究现状与最新进展,并对不同处理处置技术的可行性与可操作性进行了综合分析,最后对该领域未来的研究方向进行展望。     

抗生素菌渣MOD技术处理后的肥料化利用潜力

采用中温中压氧化干化(MOD)技术对头孢菌渣、青霉素菌渣进行无害化处理,处理后菌渣(菌渣肥)中抗生素残留低于检出限(1 mg/kg)。经过对菌渣肥调质后,有机物、氮磷钾营养成分、重金属浓度等指标均可满足NY 525—2012《有机肥料》的要求,菌渣肥中7种典型耐药基因均未检出。进一步施肥试验结果表明:菌渣肥按1%和3%施入土壤30 d后,土壤中均未检出抗生素残留;菌渣肥能降低土壤的耐药基因富集程度。     

红霉素发酵菌湿渣烧制氧化锌烧渣研究

红霉素发酵菌湿渣中约含2．5％的锌,经直接烘干后灼烧实验表明,可获得ZnO含量高达87．15％的氧化锌烧渣。烧渣中铅铜镉铁含量远低于同位品的锌焙砂,是生产高纯氧化锌的最佳原料,有较高的经济价值。     

菌渣-发酵床废弃垫料堆肥中温室气体排放及与微生物的关系

堆肥是处理农业废弃物最适宜的技术之一,但堆肥产生的有害和温室气体排放导致环境污染问题.本研究以生猪养殖发酵床废弃垫料及菌渣为原料,利用强制通风静态堆肥技术研究垫料和菌渣不同配比及添加EM菌剂对堆肥过程温室气体排放和微生物区系的影响.结果表明,不同堆肥处理温室气体排放通量以堆肥前20 d较大,堆肥中后期降低;微生物总量和种类在不同堆肥处理间没有发生显著性变化;CO_2和N_2O排放速率与细菌、真菌和甲烷氧化菌间具有显著的正相关关系.整个堆肥期间,以菌渣为主料并添加EM菌剂的堆肥处理温室气体减排效果最佳,相对其他3个处理温室气体减排0.7%~10.2%.由此认为,以菌渣为主料和通过添加EM菌剂的堆肥方式可以作为降低菌渣-发酵床废弃垫料堆肥过程温室气体排放的策略.     

Mechanisms of allicin exposure for the sludge fermentation enhancement: Focusing on the fermentation processes and microbial metabolic traits

As a frequently used product with antimicrobial activity, consumed allicin might be discharged and concentrated in waste-activated sludge (WAS). However, the influence of allicin (as an exogenous pollutant) on WAS fermentation has not been clearly revealed. This study aimed to disclose the impacts of allicin on volatile fatty acid (VFA) generation during WAS fermentation. The results showed that the appropriate presence of allicin (10 mg/g TSS) significantly enhanced the VFA yield (1894 versus 575 mg COD/L in the control) with increased acetate proportion (24.3%). Further exploration found that allicin promoted WAS solubilization, hydrolysis and acidification simultaneously. Metagenomic analysis revealed that the key genes involved in extracellular hydrolysis metabolism (i.e., CAZymes), membrane transport (i.e., gtsA and ytfT), substrate metabolism (i.e., yhdR and pfkC) and fatty acid synthesis (i.e., accA and accD) were all highly expressed. Allicin also induced the bacteria to produce more signalling molecules and regulate cellular functions, thereby enhancing the microbial adaptive and regulatory capacity to the unfavourable environment. Moreover, the variations in fermentative microbes and their contributions to the upregulation of functional genes (i.e., ytfR, gltL, INV, iolD and pflD) for VFA generation were disclosed. Overall, the simultaneous stimulation of functional microbial abundances and metabolic activities contributed to VFA production in allicin-conditioned reactors.     

Effective removal of antibiotic resistance genes and potential links with archaeal communities during vacuum-type composting and positive-pressure composting

As a major reservoir of antibiotics,animal manure contributes a lot to the augmented environmental pressure of antibiotic resistance genes(ARGs).This might be the first study to explore the effects of different ventilation types on the control of ARGs and to identify the relationships between archaeal communities and ARGs during the composting of dairy manure.Several ARGs were quantified via Real-time qPCR and microbial communities including bacteria and archaea were analyzed by High-throughput ...     

UV、O3及UV/O3削减耐药菌和抗性基因性能

从某污水处理厂二级出水分离出粪肠球菌、短芽孢杆菌、假单胞杆菌和大肠杆菌4种耐药菌,通过菌落计数法、qPCR评价UV、O₃及UV/O₃对耐药菌和抗性基因的削减效果.研究表明,3种方式对耐药菌均有较好的削减效果,其中革兰氏阳性菌灭活效果比阴性菌差;对抗性基因的削减受消毒方式和抗性基因的种类影响较大,结果表明短芽孢杆菌在耐药菌和抗性基因削减过程中表现出较强的抗逆性.结合复活实验和扫描电镜发现,UV消毒72h后耐药菌的光复活率为6.93%~11.58%;O₃因破坏了细胞结构未出现光复活现象,这一过程中胞内抗性基因可能释放到环境中;UV/O₃对耐药菌造成的损伤同样具有不可逆性.     

宏基因组方法分析医药化工废水厂中抗生素耐药菌及耐性基因

废水厂是抗生素耐药菌(ARB)和抗生素耐药基因(ARGs)的巨大储存地.为调查医药化工废水处理厂中的ARB和ARGs,采用了宏基因组技术对医药化工废水中的活性污泥进行取样分析.结果显示,医药化工废水厂微生物组成主要是细菌类,主要细菌门是Proteobacteria,主要属是Hyphomicrobium,主要种是Hyphomicrobium zavarzinii.共检测到74类ARGs,最主要的类型是sav1866、dfr E和mfd.网络分析揭示了ARGs与微分类单元之间的共存模式,即ARGs与废水厂中属级的微生物分类群高度相关.抗生素特异的外排泵是该微生物群落主要的抗生素耐药机制,并且外排泵中耐药结节化细胞分化家族(RND)外排泵占主要部分.该微生物群落最主要的功能通路是代谢相关,并存在许多与人类疾病相关的基因,其中主要是细菌感染性疾病.结果表明,医药化工废水厂蕴藏着丰富的ARB和ARGs,ARGs的累积会增加潜在环境风险,需要加强对医药化工废水厂中ARB和ARGs的监控,并且ARB和ARGs的分析研究对于选择深度处理技术来有效去除ARB和ARGs具有重要的指导意义.     

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.     

两座污水处理系统中细胞态和游离态抗生素抗性基因的丰度特征

为探究污水处理系统中抗生素抗性基因(ARGs)、特别是胞外游离态ARGs的赋存特征,本研究选取生活污水处理系统和工业废水处理系统各一座,采用荧光定量PCR对细胞态及游离态ARGs丰度变化开展研究.在生活污水处理系统M中,进水sulⅡ、tet C、bla PSE-1和erm B这4种ARGs细胞态的绝对丰度均大幅高于游离态的绝对丰度,生物处理未对抗生素抗性菌(ARBs)产生富集效应;MBR的超滤膜有效削减了水中细胞态和游离态DNA,最终ARGs的总去除率为2.54~4.95 logs.在焦化废水处理系统C中,生物处理对携带sulⅡ的ARBs产生了富集效应,但游离态sulⅡ的相对丰度和绝对丰度均有所降低;其后混凝-砂滤工艺使水中细胞态和游离态sulⅡ的绝对丰度分别出现了下降和上升,游离态sulⅡ在总sulⅡ中的比例从生物处理出水中的0.05%,上升到混凝-砂滤出水中的1.33%,并在25℃恒温避光静置5d后进一步上升至9.31%.ARBs深度去除及残留细胞裂解,使污水处理系统出水中游离ARGs在总ARGs中的比例有所上升.游离态ARGs介导ARGs在污水处理系统出水受纳环境中的传播扩散风险有待后续研究进行深入评估.     

某市污水厂抗生素和抗生素抗性基因的分布特征

抗生素和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)是国内外备受关注的新兴污染物.污水处理厂是环境中抗生素和ARGs 的重要人为污染源.对某市6 座主要污水处理厂进出水中抗生素和ARGs 含量和特征的分析发现:6 座污水厂进出水中检出7类73种抗生素.进水中抗生素总浓度为490.2...     

磺胺甲(口恶)唑污染土壤中微生物群落结构与抗生素抗性基因的分布特征

采用盆栽实验模拟磺胺甲■唑污染,通过Illumina高通量测序研究了土壤微生物群落组成的变化,应用普通PCR和微滴数字PCR技术分析了6种抗生素抗性基因的64个抗性基因亚型的分布特征.结果表明,土壤受不同浓度磺胺甲■唑污染120 d后,土壤真菌的多样性无明显变化(P0.05),但土壤细菌的多样性显著降低了(P0.05),土壤细菌和真菌群落结构均发生显著改变,且不同浓度磺胺甲■唑处理土壤的优势细菌与真菌在属水平上存在明显差异.磺胺甲■唑污染使土壤中抗生素抗性基因的多样性增加,且能显著提高磺胺抗性基因sul1的丰度(P0.05),但对磺胺抗性基因sul2、喹诺酮抗性基因floR与cmlA 1、四环素抗性基因tet(34)、tetG 2、tetG 1、tetM与tetA/P的丰度均无显著性影响(P0.05).     

磁混凝对市政污水中抗生素抗性基因和重金属抗性基因的削减效能

污水中抗性基因给环境和人类健康带来潜在的危害.本研究通过调查市政排口污水磁混凝处理过程中抗性基因绝对含量和相对丰度变化,考察磁分离技术对市政污水中抗性基因的削减效果.结果表明,加入磁种和絮凝剂的一级搅拌和二级搅拌对抗生素抗性基因(ARGs)、重金属抗性基因(MRGs)和可移动遗传元件均有较好地去除效果,但出水中部分抗性基因的绝对含量增加,这可能是由于出水中依然具有较高含量的水平转移元件(int1,2. 00×10¹⁰ copies·mL^-1; int2,1. 91×10⁸ copies·mL^-1; Tn916/1545e,5. 38×10⁸ copies·mL^-1).网络分析和主成分分析结果表明,磁混凝处理过程中ARGs与MRGs呈显著正相关(P <0. 05),城市污水中常规污染物如悬浮物、磷和COD等是影响抗性基因去除效率的重要因子.这些结果表明,磁混凝可通过有效削减污水中常规污染物进而制约抗性基因的传播和转移;但需要关注磁混凝的出水及脱水污泥的...     

大型溞对水环境中抗生素抗性菌与抗性基因的摄食与去除

原后生动物是污水生物处理系统中的常见生物,了解它们是否能够摄食与去除抗生素抗性菌(ARB)和抗生素抗性基因(ARGs),对于建立藉捕食作用的ARB和ARGs去除技术具有重要意义.本研究以大型溞作为代表生物,探究了其对ARB和ARGs的摄食、去除效果与机制.使用荧光抗性菌直接观察其摄食过程,证实大型溞对ARB的摄食与富集...