抗生素在地下水系统中的环境行为及生态效应研究进展

抗生素在环境中的残留已引起广泛关注。随着对地下水污染的报道日益增多,抗生素对地下水系统的潜在影响不容忽视。本文系统地阐述了地下水中抗生素的来源、污染水平及迁移转化规律,总结了抗生素对地下水微生物群落的影响以及抗生素诱导产生的抗性基因的潜在污染趋势。因地下水赋存隐蔽,一旦污染难以及时察觉,抗生素进入地下水系统后易长期残留。目前,针对抗生素及抗性基因在地下水系统中的环境行为及生态效应研究还十分有限,本文据此指出了当前形势下开展相关研究的必要性,并对今后的研究方向进行了展望。     

抗生素环境行为及其环境效应研究进展

抗生素作为一类抗菌性药物广泛用于预防和治疗人类和动物疾病,并且在畜牧和水产养殖业中用于促进动物的生长.进入人和动物体内的抗生素不能被生物体完全吸收,大部分以原药或代谢物的形式经由尿液和粪便排出体外进入环境中.抗生素是环境中一类新型污染物,由于其使用量大和诱导产生抗生素耐药菌株,对人类健康和生态环境构成威胁,近年来受到日益广泛的关注.抗生素诱导产生的抗性基因(ARGs)也已经被定义为环境中一类新型污染物.本文介绍了抗生素的使用现状、环境来源以及不同环境介质中抗生素的分析方法和污染现状,并且对其吸附降解行为、毒性效应以及ARGs进行了讨论,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望.在今后,应该更加系统地研究环境中抗生素的污染现状及其迁移转化等行为;开展低剂量长期慢性毒性和复合毒性效应研究;加强对环境中ARGs的污染现状和环境行为研究.     

土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物标志物技术的研究进展

抗生素作为抑菌或杀菌药物被广泛应用于畜禽养殖中。不能完全被机体吸收的抗生素经由畜禽排泄物直接进入环境。随着耐药基因和超级病菌的出现,抗生素产生的环境问题引起了广泛关注。土壤是环境中抗生素最主要的累积场所之一,对土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物指示指标的研究具有重要意义。本文在总结国内外相关研究的基础上,阐述了抗生素对土壤中微生物、动物和植物所产生的毒性以及分子生物标志物在土壤抗生素污染研究中的应用,并对未来的研究工作进行了展望。     

抗生素对蚯蚓的毒性效应研究进展

近年来,由于抗生素在养殖业的广泛使用,导致大量抗生素通过动物粪便、尿液等方式排出体外进入土壤环境,且其残留时间较长,带来一系列的土壤污染问题.而蚯蚓在维持土壤生态功能中扮演着重要的角色,很多研究表明蚯蚓的生理状态能间接反映土壤的污染程度,因此开展抗生素对蚯蚓的毒性研究对监测土壤中抗生素的污染状况具有非常重要的意义.本文分别从急性毒性、生殖毒性、抗氧化酶、基因表达和肠道微生物等方面综述了抗生素对蚯蚓的毒理作用研究进展,发现抗生素的毒性普遍偏低,不会直接引起蚯蚓死亡,但过量的抗生素会抑制蚯蚓体质量增长、破坏蚯蚓抗氧化防御系统,改变蚯蚓肠道微生物群落结构,并且在遗传水平上对蚯蚓产生不利影响.最后对土壤中抗生素对蚯蚓毒性效应的未来研究方向进行展望,为土壤抗生素污染监测及生态风险评估提供理论依据.     

抗生素的环境残留、生态毒性及抗性基因污染

抗生素的环境污染与生态毒害问题近年来引起了极大的关注.在总结国内外相关研究基础上,对环境中几种典型抗生素(四环素、土霉素、氯四环素和磺胺类等)的污染源以及在水和土壤环境中的残留与污染水平进行了分析;对抗生素的污染生态毒性最新研究进展给予了评述;对抗生素抗性基因在环境中可能的暴露途径进行了探讨,指出应将抗生素抗性基因作为一类新的环境污染物.鉴于我国抗生素污染的严峻事实,建议应从国家层面上尽快开展有关抗生素环境污染和生态毒害机理的系统研究.     

兽用抗生素在土壤环境中的行为及其生态毒理效应研究进展

目前全球至少有70%左右的抗生素被用于畜牧业和水产养殖业,这些抗生素大多不能被动物完全吸收,以母体或代谢物的形式排出动物体外的抗生素约占用药量的40～90%,排出体外的抗生素大多随粪便等进入环境尤其是土壤环境中并在其中累积.为了明确兽用抗生素对环境中生物等的影响,合理评价兽用抗生素的环境风险,论文就土壤环境中兽用抗生素的来源,兽用抗生素在土壤环境中的吸附、迁移、降解以及对环境中生物的影响等方面进行了综述,在此基础上提出了今后的重点研究方向.     

野生鸟类介导抗生素抗性基因传播的研究进展

细菌的抗生素耐药是重大的公共卫生问题,抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)可能会在人类、动物和环境微生物组之间水平转移,使其相互依存的生态系统与公共卫生之间存在潜在关联性。鸟类是地球上种类繁多的物种之一,它们的跨距离传播可能会加速耐药基因在全球范围内的扩展,带来一定的健康风险。本文综述了野生鸟类介导抗生素抗性基因在生态环境中的主动传播,提出其作为传播媒介的重要性,并分别阐述了城市留鸟和候鸟对抗生素抗性基因的传播作用,着重突出了候鸟跨地区传播的作用,总结出野生鸟类介导抗生素抗性基因的传播是尤为重要的研究方向。     

光催化降解对抗生素藻类毒性效应影响研究进展

抗生素滥用带来环境中残留抗生素及其抗性基因的问题,近年来已成为全球关注的热点问题.光催化氧化技术是当前研究领域广泛采用的有效降解水环境中残留抗生素的热门方法;但光催化氧化无法使水环境中抗生素完全矿化,存在生态风险,探明光催化降解抗生素对其藻类毒理效应影响及内在机制,对研发高效、安全的光催化技术具有重要意义.本文在总结水环境中残留抗生素的藻类毒性检测方法和毒性效应的基础上,分析了光催化降解对抗生素藻类毒性效应的影响及其内在机制,并总结了不同抗生素的光催化反应及降解产物,讨论了两者与藻类毒性效应之间可能存在的关系,旨在为实现高效、安全光催化技术的可控设计提供思路.     

中国主要水域抗生素污染现状及其生态环境效应研究进展

抗生素滥用所造成的水环境污染问题日益受到人们的重视.本文通过查阅国内外资料,调研了中国特别是上海市的水环境中抗生素的种类及其污染水平,并概述了抗生素对于水生生物及人类的生态毒性效应.结果显示,黄浦江中污染最严重的是磺胺类和四环素类抗生素,长江口含量较高的为磺胺类和氯霉素类,而从整个中国地表水的污染情况来看,最多的是氟喹诺酮类和磺胺类抗生素.养殖业废水和城市污水是抗生素的最高污染源头,抗生素进入水体后,不仅会诱导产生抗性基因,还会与其他污染物结合对水生生物和人类产生复杂的复合毒性效应.最后,对抗生素的污染研究方向和生态健康效应进行了展望.     

菜地系统中抗生素污染特征及生态效应研究进展

抗生素直接或间接释放到菜地系统中已逐渐产生了许多环境问题.然而,现有研究局限在地块尺度上对土壤界面过程中抗生素的污染现状的描述,缺乏基于农业生态系统整体维度的综合性研究.文章在解析我国菜地系统中抗生素污染特征的基础上,概述了促成抗生素在菜地系统残留差异性的相关影响因素,如输入水平、种植条件、抗生素类型和土壤性质等,从机理角度重点分析了抗生素可能对蔬菜及土壤动物产生的毒性作用,以及对土壤微生物群落结构和生态功能的影响.在此基础上,对后续研究提出了建议和展望,以期为农田系统抗生素污染控制提供理论支撑.     

微藻对抗生素的生态毒性响应和消除作用的研究进展

抗生素在环境中的暴露及其生态风险已引起了广泛关注。微藻作为水生态系统的初级生产者,对于维持生态系统的平衡和稳定具有重要作用。本文综述了抗生素对微藻的生长、超微结构、光合系统、抗氧化系统和基因表达的毒性效应;分析总结了微藻对抗生素的消除作用和机制,以及光降解、生物吸附、生物富集和生物降解在抗生素消除过程中的贡献;初步探讨了抗生素的生态毒性效应与微藻对其消除作用之间的交互作用;最后指出未来应加强长期暴露下低浓度抗生素的联合毒性效应和微藻的生物降解机制方面的研究,为抗生素的生态风险的准确评估提供科学依据。     

太湖抗生素、抗性基因的时空分布特征及生态风险评估

抗生素和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)被认为是新兴的污染物,这些污染物对生态系统和人类健康构成了潜在威胁。本文对中国太湖中抗生素和ARGs的存在与分布进行了综述,分析了其污染状况,并探讨了对生态系统和公共健康可能造成的风险。在此基础上,我们提出了一系列针对当前太湖抗生素和ARGs污染的建议与对策,旨在为制定有效的污染防治策略提供科学依据。     

污水处理厂抗生素抗性基因分布和去除研究进展

环境中低浓度抗生素的持续存在导致细菌抗性增强,严重威胁生态与人类健康.污水处理厂接收各污染源排放的抗性基因(ARGs),并通过不同途径排放到自然水体和土壤中,是环境中主要的抗性基因排放源.本文总结了近来污水处理厂中抗性基因分布和去除研究进展.已有的研究表明,污水处理厂中抗性基因的分布与抗性基因种类、区域以及抗生素浓度有关,抗性基因的去除效果与工艺有很大关系,甚至受系统参数影响,而传统污水处理系统去除效果不佳.最后,对污水处理厂抗生素抗性基因研究进行了展望.     

畜禽粪便中抗生素污染特征及堆肥化去除研究进展

养殖业抗生素的大量使用导致了畜禽粪便中多种抗生素残留,畜禽粪便成为了环境中抗生素污染的重要来源.本文总结了畜禽粪便中多种抗生素复合污染现状及其在土壤中的生态毒理效应,综述了堆肥化技术去除畜禽粪便中抗生素的影响因素和研究进展.堆肥化技术研究显示：针对不同种类抗生素的特性差异,控制堆肥过程的相关参数,提高堆肥化处理技术去除效果,是解决畜禽粪便多种抗生素污染问题的关键.     

空气中抗性基因（ARGs）的研究方法及研究进展

抗生素的长期滥用导致大量耐药菌的出现,并加剧抗生素抗性基因（ARGs）在不同环境介质中传播扩散,对人类和动物健康造成潜在威胁.作为一种新型污染物,ARGs已经成为近年来环境研究领域的热点之一.然而目前多数研究关注的是水、土壤和沉积物中的ARGs,国内外对空气中ARGs的研究相对较少且零散.本文综述了空气中ARGs的国内外研究现状,并探讨了空气中ARGs样品的采集和检测方法,旨在为空气中ARGs的研究提供科学依据和技术策略.     

畜禽抗生素对植物的生态毒理效应综述

随着畜禽规模化养殖的发展,畜禽抗生素用量不断增加,且随着畜禽粪便扩散到土壤、水体中;植物吸收、积累并转化抗生素,从而对植物生长和生理代谢产生影响。本文综述了畜禽抗生素应用及污染现状,详述了近年来四环素类、磺胺类和喹诺酮类等畜禽抗生素对大田作物、蔬菜果树、湿地植物、农田杂草、水生植物及藻类的种子萌发、根、叶的形态和生理代谢的生态毒理效应的研究进展,着重综述了畜禽抗生素对这些植物光合作用和抗氧化系统的生态毒理效应的研究进展。以期为污水的植物修复、粮食蔬菜的生物安全以及生态环境安全提供科学依据。     

我国养猪业废弃物中四环素类、磺胺类抗生素及相关抗性基因污染研究进展

我国是世界养猪第一大国,生猪饲养量和猪肉产量均位居世界第一。养猪业每年所产生的粪便、废水中含有大量畜用抗生素及其代谢产物,使养猪业废弃物成为环境中重要的抗生素污染源之一,随之产生的抗性基因污染及传播问题也不容忽视。本文结合近年来国内外的研究数据,对我国养猪业废弃物中四环素类、磺胺类抗生素及其相关抗性基因的检测方法、污染状况及影响抗性基因传播的因素进行了分析,并基于控制我国养猪行业抗生素及抗性基因污染的目的,提出了今后的研究重点。     

污水处理厂空气介质抗生素抗性基因的分布

考察了污水处理厂空气介质中典型的抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)污染水平和浓度分布,并通过16S r RNA高通量技术对样品进行亲缘性及溯源研究。结果表明,在污水厂空气样品中8种抗生素抗性基因的检出率均超过50%,其中tet C、sul1、sul2和erm B检出率为100%。在曝气池和污泥脱水车间空气样品中8种抗性基因检出率均为100%。对其中的sul1、sul2、tet G和tet X共4种ARGs的定量分析结果表明,以上4种基因的相对浓度范围在102~105copies·ng~(-1)DNA之间,与邻近居民区空气样品抗性基因浓度处于同一水平;空气样品16S r RNA高通量测序聚类分析结果显示,居民区空气与污水厂园区内空气有较高的种群相似度,污水厂处理单元对其邻近区域的空气介质微生物组成影响较大。