环境中抗生素残留潜在风险及其研究进展

抗生素是一类目前在各国广泛应用的药物,主要通过粪便散布于环境中。在一些国家的河流和湖泊已经检测到了不同种类的抗生素,其在环境中的残留引起了研究者的关注。文章就抗生素的生产和使用、环境中抗生素的暴露途径以及其生态影响进行了综合归纳,并对目前国内外的研究进展进行了分析和讨论,提出了今后的研究重点和方向。     

抗生素光降解研究进展

抗生素的大量使用已经造成了环境问题,由于其在环境水体中的生物难降解性,以及能导致细菌产生抗药性而越来越受到关注。光降解是污染物在水环境中非常重要的非生物降解途径。文章介绍了水环境中抗生素的光降解机理,着重阐述了抗生素的光降解过程的影响因素、降解产物和可能降解途径等研究成果,指出并预测微量、痕量抗生素的光降解研究,以及抗生素光降解产物的进一步鉴定分析将成为今后主要的研究方向和趋势。     

水环境中抗生素污染的研究进展

中国是抗生素使用大国,但由于现有的污水处理技术不能有效的降解水环境中的抗生素,导致环境中抗生素含量不断增高,各种抗性基因不断产生,抗生素的有效利用率不断降低,对疾病的治愈率也越来越低,而新的抗生素的研发速度又远远慢于细菌的传播速度,因此抗生素污染的扩大严重威胁着人类健康.综述了抗生素的来源与危害,国内外抗生素的污染现状以及相应的政策措施,并对人类健康进行展望.     

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。     

水产养殖环境中典型抗生素的分配和降解行为研究

以磺胺甲基嘧啶(SM1)、恩诺沙星(ENR)、金霉素(CTC)和甲氧苄啶(TMP)为研究对象,通过控制实验分析了典型抗生素在水产养殖水体中的降解过程和在水-沉积物系统中的分配、降解规律。结果表明：在初始浓度为50μg·L^-1的养殖水体中,SM1、ENR和CTC的水解半衰期分别为152.6、115.9、59.2 d, TMP几乎不发生水解;在光照强度为3 000 lux的模拟太阳光下,SM1、ENR和CTC的光解半衰期分别为17.4、33.0、3.5 d, TMP几乎不发生光解;SM1、ENR、CTC和TMP的生物降解半衰期分别为31.3、328.5、5.3、259.6 d; 4种抗生素的综合降解速率均比其中任何单一反应的降解速率快;在3种不同养殖类型(鱼、虾、蟹)水-沉积物系统中,水相中的4种抗生素均在0～7 d内快速衰减;SM1、ENR、CTC和TMP在平衡时的吸附系数分别为1.52～3.12、26.65～40.44、4.79～12.05、1.16～3.85 L·kg^-1,不同养殖塘抗生素的吸附系数存在明显差异;沉积物中,CTC和TMP的降...     

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.     

自然水环境中抗生素的污染现状、来源及危害研究进展

随着现代分析技术的发展和人们环境安全意识的增强,抗生素等新兴有机污染物在自然水环境中的出现已引起广泛关注。简述了不同自然水体中抗生素的污染现状,分析了自然水环境中抗生素的主要来源和环境危害。分析表明:抗生素在近海海域和河流中的检出频率和浓度均高于湖泊和地下水中的值,这可能是由于人类活动以及污水排放在海洋与河流中较其他水体更频繁所致;污水处理厂出水是自然水环境中抗生素出现的重要来源之一,而抗生素在污水处理厂的去除率与其自身物理化学性质和污水处理工艺有关。     

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.      

场地土壤有机氯污染物暴露途径贡献率分析

场地污染物的暴露途径对致癌风险与非致癌风险评估结果具有显著影响,选择化工、制药等场地中常见有机氯污染物作为研究重点,探究场地土壤中常见有机氯污染物经不同暴露途径致癌风险及非致癌风险的贡献率。研究表明:挥发性有机氯污染物(氯苯类、氯代烃类)主要的致癌风险与非致癌危害熵的主要暴露途径为室内空气入侵或经口摄入,通过吸入室内空气中来自下层土壤挥发性气体的贡献率大于75%,经口摄入土壤中污染物的贡献率大于20%(1,2,3-三氯丙烷除外,其经口摄入土壤中污染物的贡献率达98%)。半挥发性有机氯污染物(有机氯农药类、多氯联苯类)的主要致癌与非致癌风险暴露途径为经口摄入及皮肤接触,通过经口摄入土壤中污染物的贡献率大于70%,通过皮肤接触吸收土壤中污染物的贡献率均大于25%。     

偏远地区大气中持久性有机污染物研究进展

持久性有机污染物(POPs)在偏远地区大气中的分布与迁移已经成为大气POPs研究的热点.基于被动采样技术的大尺度POPs监测网络已经应用于偏远地区大气POPs的研究之中.其研究成果显示,最近50～60年以来,大气中POPs浓度的最大峰值出现在80年代左右,而80年代之后大气中POPs的浓度日趋减小.这说明各国陆续禁用POPs之后,大气中POPs的浓度有显著降低的趋势.受温度和季节性使用的影响,大气POPs的浓度呈现明显的季节性变化特点:有机氯农药的浓度主要表现为夏季高而冬季低;多环芳烃的浓度则主要表现为冬季高而夏季低.基于POPs高挥发性和长距离大气传输的特点,POPs可以在全球范围内广泛分布,而高海拔地区由于气温较低,使其相对于低海拔地区成为了POPs的"接收器".大气POPs分布和迁移受温度、降水、气候事件的影响.而且POPs在大气与不同下垫面之间的界面交换的方向、速度和通量也主要受环境温度和POPs的挥发能力的制约.综合大气POPs迁移与气候因素、界面特点之间的关系建立了多介质、大尺度的大气POPs归趋模型.模型的建立和POPs来源的明确使大气POPs传输机制的研究逐渐深入.此外还讨论了目前大气POPs研究中存在着的一些亟待解决的问题,并提出该领域未来可能的发展趋势.     

赤水河流域水体抗生素污染特征及风险评价

为了初步探究贵州赤水河流域地表水的抗生素浓度分布特征及潜在生态风险,利用固相萃取-液相色谱串联质谱法(SPE-LC-MS)对地表水样品中21种抗生素进行检测分析.结果表明,赤水河地表水共检出12种抗生素,总浓度水平为ND～1 166.97 ng·L-1,氧氟沙星、甲氧苄啶和磺胺嘧啶的检出率均为100％.平均检出浓度最高...     

石油污染盐碱化土壤修复技术的研究进展

油田周围普遍存在着土壤盐碱化和石油污染的双重问题,石油污染盐碱化土壤的修复是亟需解决的环境瓶颈问题。本文在分析石油污染盐碱化土壤特性的基础上,介绍了适用于盐碱地土壤修复的技术,包括微生物修复、植物-微生物联合修复以及物理/化学修复技术的研究进展,并对该领域今后的研究方向与重点进行了展望。     

人工湿地去除抗生素抗性基因的研究进展

抗生素抗性基因（ARGs）在环境中的污染现状和危害逐渐受到重视.常规的水处理工艺在减少抗生素耐药菌（ARB）方面表现出非常好的效果.然而,即使在消毒过程中ARB完全失活,产生游离的ARGs也可能通过转化或转导等手段整合到其他微生物体内,使ARGs在环境中传播和扩散.因此,需要有特定的工艺处理废水中的ARGs.人工湿地是目前有效且经济环保的废水处理工艺,并且已有大量研究表明在去除抗生素和ARGs方面有显著效果.通过综述目前国内外人工湿地水处理系统对ARGs的去除效率的研究进展,结果表明,潜流人工湿地相较于表面流人工湿地对ARGs的去除效率更高.人工湿地对ARGs的去除效率因人工湿地强化类型、植物、温度和pH等因素而异,在去除环境中ARGs的应用有广阔的前景,同时也面临挑战.     

生物矿化在重金属污染治理领域的研究进展

生物矿化通过生物代谢影响金属及类金属物质的形态分布,进而改变金属及类金属物质的生物有效性及毒性,在环境污染治理领域成为研究热点.文献计量学结果显示,2007—2017年生物矿化研究以微生物为主要对象,在纳米颗粒物和矿区修复等方面形成热点,并在环境学、生物学、化学和工程学等领域形成交叉学科.结合典型矿化菌与重金属间的矿化关联规律和微界面反应对微生物矿化中重金属的钝化机制进行归纳:①依据矿化菌与矿化产物的关联性对矿化菌进行分类,从碳酸盐、铁锰氧化物、硫化物和磷酸盐4类矿化产物角度汇总了碳酸盐矿化菌、铁锰氧化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌的代表微生物;②矿化菌通过诱导矿化的方式固定重金属离子,其中碳酸盐矿化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌可以直接促进金属矿物的形成,铁锰氧化菌生成的矿物间接吸附金属离子;③微生物矿化是由外及内的过程,细胞壁及胞外多聚物具有丰富基团,在矿化初期提供吸附和成核位点,原生质体也可以提供矿化场所,在矿化中后期继续固定游离离子.但是,由于微生物复杂的细胞结构及独特的生理习性,矿化过程的微界面反应机制研究尚显不足,需要利用生物学、矿物学、环境科学等领域的先进技术进一步的探索;同时也应开展宏观生态水平的生物矿化研究,并结合实际问题完善生物矿化在环境污染治理中的理论,为重金属污染地区的治理提供新的思路和技术.      

长江三角洲潮滩重金属污染研究现状与趋势

近些年由于工业与生活废水不合理排放,导致了长江三角洲潮滩面临严重的重金属污染问题,对长江口生态环境造成威胁。为此,本文在广泛收集前人研究结果的基础上,从重金属在潮滩沉积物的沿岸分布和垂岸分布、重金属的粒度效应、长江泥沙重金属吸附、以及潮滩动植物重金属含量和生态效应等方面总结了其分布规律和富集特征,并从三峡建坝和长江口水文地貌等角度,对今后长江口潮滩重金属污染研究方向提出了一些建议。     

地下水铅污染修复技术应用与研究进展

铅是地下水重金属污染中的主要元素,目前的修复技术主要分为物理屏蔽法、抽出处理法和原位修复法。抽出处理法包括物理、化学和生物的方法,原位修复法是目前该领域的主要研究方向,包括渗透反应格栅、生物修复以及动电处理技术等。文章介绍了铅污染的主要来源及对环境和人体造成的危害,结合近几年国内外有关地下水铅污染的主要科研成果,对各种修复技术的原理、优缺点进行了综合的述评,并对今后的研究方向提出了一点建议。     

土壤砷污染及其植物修复的研究进展与展望

砷是一种广泛存在于自然界的类金属元素,砷及其化合物具有剧毒、致癌、致畸和致突变特性。土壤砷污染已成为严重的环境和公共健康问题之一,并日益受到人们的密切关注。本文介绍了土壤砷污染的概况、来源及其危害,同时探讨了土壤砷污染的植物修复的研究现状,文中最后对今后土壤砷污染植物修复研究方向进行了展望。     

抗生素抗性分析法在粪便污染源示踪技术中的应用

伴随着沿海人口的递增和养殖业的发展,粪便污染已成为近岸海域污染的一个重要污染源,日益威胁着人类的生存和经济发展。抗生素抗性分析法(Antibiotic Resistance Analysis,ARA)凭借对不同物种粪便源中相同示踪因子特异性抗生素抗性的检测,可以达到识别粪便污染源的目的。作为一种经济有效的粪便污染源示踪工具,ARA研究在欧美等国已开展并得到了应用。简要介绍了ARA原理、着重阐述了ARA的应用方法学,并概括了目前ARA在国内外发展现状。以期为同领域专家学者提供参考,促进中国利用ARA法在识别粪便源技术中的应用。     

规模化养殖园区土壤中抗生素污染特征和生态风险评价

采集规模化养殖园区不同土地利用类型的土壤,采用高效液相色谱仪检测土壤中抗生素的含量,分析抗生素与土壤理化性质之间的关系,并利用风险商值法对养殖场园区土壤中的抗生素进行生态风险评价. 结果表明,养殖场周边土壤受到不同程度的抗生素污染,其中检出率和含量平均值最高的是四环素（TC）;不同土地利用类型的土壤中,ω平均值大小排序为：玉米地（1.48 μg·kg^-1）>养殖场围栏外0.5 m处（1.27 μg·kg^-1）>山药地（1.03 μg·kg^-1）>牧草地（0.69 μg·kg^-1）>林地（0.18 μg·kg^-1）;冗余分析结果显示,全氮、全磷和纤维素酶对土壤样品中抗生素的含量影响较大. 根据生态风险评价结果可知,土霉素（OTC）、金霉素（CTC）、强力霉素（DOC）、环丙沙星（CIP）和四环素（TC）属于低风险等级,磺胺嘧啶（SD）和磺胺二甲嘧啶（SM2）为中高风险,应当重视对养殖场周边土壤抗生素污染管控,加强兽用抗生素的管理.