华中地区供水水库抗生素抗性基因的季节变化及影响因素

为明确华中地区饮用水水源地抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）的赋存特征,本研究选取了11个大型饮用水水源地,分别于2019年秋季和2020年夏季对整合子基因intI1和19个ARGs进行了定量.结果表明,水库环境中ARGs的丰度并不随时间产生明显变化.四环素类、磺胺类及β-内酰胺类耐药基因是华中地区供水水库的优势基因.选取的2种磺胺类ARGs sul1及sul2丰度和检出率均处于较高水平,表明这两种基因是水库环境的优势基因.耐多粘菌素基因mcr-1并未检出,表明我国抗生素限用政策已取得一定效果.与其他环境介质相比,水库环境中ARGs丰度处于较低水平.相关性分析结果显示水质指标与ARGs有一定相关性,表明水质指标可以成为水库环境中ARGs污染的指示指标.由于碳青霉烯类抗生素用量受到严格限制及其易降解的特性,其相应ARGs丰度及检出率均较低;四环素类耐药基因与其他类耐药基因关系密切,基因的水平转移可能是导致该现象的重要因素;intI1虽然整体上与ARGs相关性不强,但仍可能是导致水库环境中个别基因传播扩散的重要因素.     

水源型水库抗生素抗性基因赋存特征研究

饮用水水源地中抗生素抗性基因会威胁生态安全和人类健康.为了探究抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)在金泽水源型水库中的赋存特征,以及水库净化措施对抗生素抗性基因的净化作用,选择微生物活性较高的夏季时期采集水样,采用高通量荧光定量PCR和16S rRNA实时荧光定量PCR进行研究.结果表明,该水库检出62种ARGs;多重抗药类、氨基糖苷类和磺胺类ARGs为水库内占主导的抗性基因.抗生素抗性基因绝对丰度从水库的预处理区至生态净化区,再至输水区呈逐渐降低的趋势,表明水库净化措施对削减ARGs含量有一定作用.抗性基因丰度与可移动基因元件(Mobile Genetic Elements,MGEs)丰度存在显著相关性(p0.05),表明MGEs对ARGs的水平转移、传播和富集具有重要作用.     

汾河水体抗生素抗性基因赋存特征

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)被认为是一种新型污染物,而水环境系统是ARGs释放和传播的重要媒介.为探究汾河水体环境中ARGs的赋存特征及分布特征,选取汾河水体从源头到入黄口的12个位点,对环境因子、ARGs的丰度及多样性,以及二者之间的关系进行研究.结果表明,汾河水...     

大伙房水库沉积物重金属形态分析及污染特征

采用BCR连续提取法对大伙房水库沉积物中7种重金属元素(Cr,Ni,Cu,Zn,As,Cd和Pb)的赋存形态进行了分析,并结合重金属总量讨论了各元素的潜在环境危害性. 结果表明,Cd主要以醋酸可提取态及可还原态存在,具有很强的环境危害; Pb主要以极高比例的可还原态存在,潜在环境危害较高; Zn,As和Cu存在较大比例的酸可提取态及可还原态,也具有一定程度的潜在环境危害; Cr和Ni以残渣态为主,产生环境危害的可能性极小. 相关分析结果显示,Cu,Zn,As,Cd和Pb各赋存形态含量及总量与沉积物性质之间的相关性均不显著,说明大伙房水库沉积物受到了这5种重金属元素外源输入的影响.      

长江口沉积物重金属赋存形态及风险特征

基于长江口沉积物8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)总量与形态在丰、平、枯水期以及14个典型点位的分布特征,通过平衡分配法建立了长江口沉积物质量基准(SQGs),并以此评价长江口沉积物重金属生态风险,揭示重金属生态风险与其形态特征间的相关关系.结果表明,除Cd之外,长江口沉积物重金属以残渣态为主导形态,尤其是As、Cr、Hg,其残渣态含量均为90%以上.长江口As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的沉积物质量基准分别为43.29、0.672、79.65、19.08、0.569、339.09、30.87、411.36μg·g~(-1).Cu的生态风险程度最高,对水生生物具有较大的毒性影响,应当引起重视.河口上游受到长江径流影响大,在丰水期风险较高,在平水期和枯水期则风险偏低;而下游受上海等城市排污影响较大,风险较高(尤其在平水期和枯水期).8种重金属的生态风险与赋存形态之间表现出3种不同的相关关系.     

黄河干流沉积物重金属的赋存形态特征及污染评价

重金属毒性强、在环境中不易降解,可通过食物链在人体累积,进而对流域生态环境及人类健康产生严重影响.2019年9月,沿黄河干流调查了14个断面,分析了沉积物中6种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）的总量及其赋存形态,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对沉积物重金属污染程度和生物有效性进行风险评价,采用主成分分析和冗余分析解析了重金属的主要来源.结果发现,重金属的含量平均值排序为：Cr>Zn>Cu>Pb>As>Cd,相对于各河段的背景值,Cd的超标率最高,达到85.7%.沉积物中As、Zn、Pb和Cu均以可氧化态为主,Cd以弱酸溶解态和残渣态为主,Cr则以残渣态为主.As、Cr、Cu、Pb和Zn的生物有效性均表现出上游最低,中游升高,下游降低的趋势.风险评价表明Cd是黄河干流污染风险级别最高的元素,极易对生态环境造成严重的威胁,应当优先防控,尤其是干流内蒙古段.PCA和RDA分析揭示了细颗粒泥沙和总有机质对重金属污染的主控作用,因此在黄河流域应重点防控随土壤侵蚀和泥沙迁移流失的重金属污染.     

官厅水库典型入库河流(洋河)表层沉积物重金属赋存形态特征

官厅水库曾是北京市重要的饮用水源地之一,洋河作为官厅水库重要入库河流,沉积物污染直接影响水库的水质安全.以洋河水系表层沉积物为研究对象,利用BCR三步连续提取法分析沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn形态特征,并基于重金属形态的评价方法(次生相原生相分布比值法-RSP和风险评估指数法-RAC),评价了洋河水系表层沉积物中重金属的污染程度与风险水平.结果表明,在整体研究区域,6种重金属均以残渣态(B4态)为主,在次生相中(除B4以外的其他3种形态),Cd、Cu、Ni、Pb和Zn均以可还原态(B2态)为主,Cr以可氧化态(B3态)为主.在空间分布上,Cd在干流中游段和支流清水河段以B2态为主;Zn在干流中游段以B2态和弱酸提取态(B1态)为主,在支流清水河段以B2态为主.RSP结果表明,洋河水系表层沉积物中Cd和Zn为轻度污染,Cr、Ni、Cu和Pb无污染.但Cd和Zn在支流清水河段均为重度污染等级,其可能主要来源于区域化工原料及化学品制造行业.RAC结果表明,整体上洋河水系表层沉积物中Cd和Zn对水环境构成中等风险,Ni和Cu构成了低风险,而Cr和Pb基本无风险.     

铜尾矿库区土壤重金属及微生物重金属抗性基因空间分异特征

重金属污染的长期存在,使环境中的微生物保持并不断强化其自身重金属抗性.为了研究长期污染场地重金属污染水平和土壤中微生物重金属抗性之间的关系,本文以山西省灵丘县刁泉铜矿尾矿库区及其周边为研究对象,研究了不同立地条件下土壤重金属含量特征以及重金属抗性基因的丰度与分布,采用Hakanson潜在生态风险指数法对该区域的生态环境风险进行了评估,并对重金属及重金属抗性基因进行相关分析.结果表明:①研究区土壤重金属污染严重,7种重金属Cr、Ni、Zn、As、Cd、Cu、Pb含量均超过山西土壤背景值,单因子潜在生态危害程度顺序基本上为CdPbCuAsNiZnCr.②尾矿库区存在不同程度的生态危害,尾矿坝、草地属于很强生态危害,林地、农田处于强生态危害,不同样地间的潜在生态风险顺序为草地尾矿坝农田林地.③相对丰度较高的重金属抗性基因主要是针对Cu、As的抗性,针对Cu抗性以cop基因为主,针对As抗性以ars基因为主.④除copA基因与重金属之间存在显著相关性外,其他重金属抗性基因与重金属含量之间的相关性不显著.     

水源水库沉积物中稀土元素含量及赋存形态分析——以汤峪水库为例

利用ICP-MS和BCR连续提取法分别研究了西安蓝田汤峪水库沉积物中稀土元素含量和形态分布特征,并与中国土壤、渭南黄土和洛川黄土稀土元素含量进行了比较.结果表明:样品平均值均高于中国土壤和洛川黄土稀土元素含量,除La、Ce外,其它稀土元素均低于渭南黄土稀土元素含量;其中,Ce的含量分别是中国土壤、渭南黄土、洛川黄土的1.49、1.28和1.63倍.汤峪水库沉积物中稀土元素总量(∑REE)达211.41 mg·kg-1,∑LREE/∑HREE为9.99,均高于中国土壤、渭南黄土、洛川黄土;Ce的异常系数值为1.28,表明存在Ce的富集.由BCR连续提取法分析可知,Gd的酸可提取态(F1)比例高于其它形态,Gd由沉积物中向上覆水体迁移的可能性较强,产生的潜在环境效应也最明显.物源指示分析表明,汤峪水库沉积物中的稀土元素物质来源与洛川黄土相似.     

典型城市河流(凉水河)表层沉积物中重金属赋存形态特征

采集海河流域典型城市河流(凉水河)表层沉积物,利用BCR三步提取法分析沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的赋存形态特征,分析环境因子与重金属形态的相关性,并利用风险评估指数法(RAC)评价重金属的生态风险.结果表明,Cd以弱酸溶解态(B_1态)为主,平均含量为0.27 mg·kg~(-1);Cr、Ni和Zn以残渣态(B4态)为主,平均含量分别为55.50、17.41和51.84 mg·kg~(-1);Cu以可还原态(B_2态)和B_4态为主,平均含量分别为19.73和19.25 mg·kg~(-1);Pb以B_2态为主,平均含量为14.96 mg·kg~(-1).此外,在凉水河表层沉积物中,B_1态Cr与粒径中值呈正相关(p≤0.05),而B_1态Zn与有机质呈显著正相关(p≤0.01),且Cd为高风险(B_1态占总量比例为40.51%).     

环境中重金属暴露对抗生素抗性基因演变影响研究进展

抗生素抗性基因(ARGs)已被列为环境新兴污染物,其污染散播和环境演变已成为生态环境领域的关注焦点和研究热点。重金属因其不可降解性,可在自然环境中稳定存在,具有长期生物可利用度,对ARGs会产生持续性选择性压力影响。综述了细菌在抗生素、重金属,以及二者协同作用条件下的不同抗性机制,重点探讨了重金属对ARGs存在丰度和水平转移等环境行为的过程影响。结果表明:多种重金属及其化合物会对ARGs的丰度和水平转移产生影响,根据重金属的种类以及浓度不同可能会产生不同的影响结果;重金属影响ARGs水平转移主要是通过影响细胞分泌胞外聚合物(EPS)、改变细胞膜通透性以及影响基因表达等方式,不同种类的重金属可通过不同的方式影响ARGs的水平转移。虽然目前关于重金属对ARGs环境行为的过程影响已有较多研究报道,但是针对重金属对ARGs影响的内在机制以及不同环境介质中重金属对ARGs丰度和水平转移的协同选择作用有待进一步的研究。     

洪水淹没对矿区下游农用地土壤重金属污染特征的影响

为评估洪水淹没对西南某有色金属矿区下游农用地土壤重金属污染状况及土壤质量的影响,采用单因子指数法、内梅罗指数法、潜在生态风险指数法,对矿区下游淹没区及非淹没区农用地进行评价.结果表明,研究区域内主要重金属污染物为Cd、Sb、Pb、As、Zn,淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为36.66、63.48、82.54、128.21、0.61、39.46 mg·kg~(-1),非淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为7.38、71.44、13.27、35.27、0.16、5.62 mg·kg~(-1),除重金属Cr外,淹没区与非淹没区重金属平均含量存在显著性差异(p0.05).淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为52.23%、44.54%、48.14%、72.03%、88.25%,非淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为4.12%、3.23%、2.16%、15.03%、22.00%,淹没区土壤环境质量类别为安全利用,综合潜在环境风险为很强生态风险(RI=600.3),非淹没区土壤环境质量呈现优先保护状态,综合潜在环境风险为轻微生态风险(RI=69.1).有色金属矿区下游农用地被洪水长期淹没导致As、Pb、Zn、Cd、Sb的污染加重,由于研究区域特殊的地质背景,土壤中大量存在的铁锰氧化物胶膜对重金属具有强吸附作用,当洪水中存在大量重金属,随着水位上升洪水浸没土壤,铁锰氧化物胶膜把大量重金属截留在中下层土壤中,从而导致污染更为严重.     

电子废物拆解区典型用地土壤重金属分布特征

以广东清远的电子废物拆解区为研究对象,采集了遗留拆解场地,水稻田,蔬菜地,旱地和林地等5种用地类型土壤,分析了土壤基本理化指标和重金属含量.结果表明,各重金属元素含量高低总体呈现出：拆解场地 > 蔬菜地 > 水稻田 > 旱地 > 林地的趋势.其中,拆解场地的As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn均超过《土壤环境质量标准》（GB 15618–1995）二级标准,超标倍数最高的为Cd、Cu、Pb和Zn.蔬菜地和水稻田也出现不同程度的Cd和Cu超标,但林地与旱地的各元素含量均接近于背景值.在垂向分布上,受拆解活动直接影响的拆解场地中,各重金属含量随深度而显著递减,呈现出明显的表聚特征;而电子废物拆解活动影响较小的林地和旱地变化趋势不明显.冗余分析结果表明,研究区域土壤中重金属的迁移主要受土壤pH值、有机质和总磷的共同影响.各重金属元素的潜在生态危害风险程度处于轻微至极强,其中Cd和Cu的危害指数最高;各用地类型土壤的综合生态风险指数介于93（林地）~4750（拆解场地）,平均为1187,属于很强的风险水平.本研究的结果可为政府部门科学开展电子废物拆解综合整治和土地管理提供基础信息.     

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.     

重污染感潮河道底泥重金属污染评价及释放规律研究

以珠汀流域重污染感潮河道为研究对象,采用地累积指数、变异系数、相关性分析和潜在乍态风险指数对底泥中重金属的污染状况进行了评价,并考察了静态条件和模拟感潮条件下重金属的释放规律.结果表明:河道底泥的重金属污染严重,cu、zn、cr、Cd和Ph的平均含量分别为2083.96、1791.60、117.84、1662.92和3.71 mg·kg-1,均大大超过广州市土壤背景值;各金属的富集程度为Cu>Zn>Cr>Cd>Pb,其中Cu的富集程度已经达到6级,为极强污染;各重金属元素在底泥中的变异系数较小,沿程分布比较平缓,cu与cr、cd与cr之间的相关性良好.以广州市土壤背景值为参比值进行评价,郭村涌底泥中的重金属生态危害顺序为Cd>Cu>Cr>Zn>Pb,总体表现为极强的生态危害程度.与静态释放相比.感潮作用呵明显加速底泥重金属的释放,其平均释放速率提高了0.77～4.20倍,释放量增加了0.32～1.78倍,同时涨退潮过程低水位时段较之高水位时段底泥重金属释放平均速率增加0.48～3.33倍.     

中国生态效率的空间格局与影响机制分析

实现经济增长的生态友好模式转变是当代中国建设两型社会的必然要求,而中国地区生态效率的空间格局及影响因素分析是地理学研究的重要问题.基于此,本文利用随机前沿模型测算2004—2012年间我国地区生态效率,其次,基于探索性空间分析技术对生态效率的空间关联特征进行分析,最后,借助空间计量经济模型对区域生态效率的影响因素进行分析.结果表明:中国地区生态效率总体呈上升趋势,但效率水平偏低,东部地区生态效率高于中西部地区;生态效率空间分异格局显著,且具有正向的空间相关性,其中,低-低生态效率区域集聚分布于我国西部内陆,高-高生态效率集聚区分布于东南沿海;空间面板回归显示,城市化水平及经济发展的提高有助于区域生态效率的提高,环境法规的实施及有效的环境监管可以确保生态安全,而第二、三产业比重的增加不利于生态效率的提高.     

Distribution and relationship between antimicrobial resistance genes and heavy metals in surface sediments of Taihu Lake, China

Heavy metals, pharmaceuticals, and other wastes released into the environment can significantly influence environmental antibiotic resistance. We investigated the occurrence of 22 antimicrobial resistance genes(ARGs) and 10 heavy metal concentrations, and the relationship between ARGs and heavy metals in surface sediment from seven sites of Lake Taihu. The results showed significant correlations(p 0.05) between sediment ARG levels,especially for tetracycline and sulfonamides(e.g., tet(A), tet(D), tet(E), tet(O), sul1, sul2 and int-1) and specific heavy metals(Fe, Mn, Cr, Cu, Zn, among others) in the Lake. In the surface sediments, heavy metals showed an interaction with resistance genes, but the strength of interaction was diminished with increasing depth. For most of the heavy metals, the concentration of elements in the top sediments was higher than that in other depths.Tetracycline resistance genes(tet(A), tet(B), tet(D), tet(E) and tet(O), β-lactam resistance genes(SHV, TEM, CTX, OXA and OXY) and sulfonamide resistance genes(sulA, sul1, sul2, sul3 and int-1) were detected. They showed a trend which inferred a statistically significant increase followed by decreases in the relative abundance of these ARGs(normalized to 16 S rRNA genes) with increasing depth. This study revealed that tet(A), tet(O), TEM, OXY, int-1, sul1 and sul3 were widespread in surface sediments with high abundance, indicating that these genes deserve more attention in future work.     

污水中抗生素与重金属对红霉素抗药性基因的选择性效应

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-HPLC-MS/MS)分别检测分析了上海某污水处理厂中6种重金属和3种抗生素的含量水平和分布特征,采用实时荧光定量PCR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变化.结果表明,抗生素磺胺甲恶唑(SMX)、红霉素(ERY)和四环素(TC)在污水处理厂中均被检出,两段A/O工艺对其去除效果较差,去除率为3%(ERY)~36%(TC).重金属Cr、Cu、Zn和Pb在污水中被检出,浓度范围分别为136.9~235.5、7.1~37.4、18.1~98.4和143.1~383.0μg/L,两段A/O工艺对Zn基本完全去除,但对Cu、Pb和Cr的去除率分别为48%、43%和18%.目标ERY-ARGs在污水处理厂中均被检出,其在原水中的浓度为9.28×103(ermA)~1.83×108(ereA)copies/L,两段A/O工艺对其具有较好的去除效果,降低幅度可达1.19~3.97个对数浓度.通过相关性分析可知, ERY-ARGs与ERY之间具有显著相关性(P<0.05),而酯酶基因ereA与Cu、Zn和Pb之间也呈现出较好的显著相关性(P<0.05),表明污水中ERY对ERY-ARGs的演变产生具有重要影响,而重金属对ERY-ARGs也可能存在潜在的选择性作用.     

Application of face-graph in heavy metal pollutionassessment in river sediment

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆａｃｅ－ｇｒａｐｈｉｎｈｅａｖｙｍｅｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｉｎｒｉｖｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔＪｉａＺｈｅｎｂａｎｇ；ＺｈａｏＺｈｉｊｉｅ（ＧｅｏｇｒａｐｈｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓ...