污水处理厂中磺胺类抗生素、抗性菌、抗性基因的特性

抗生素滥用引起抗性菌的扩散和抗生素抗性基因的污染已成为严重的公共卫生安全隐患。从某污水处理厂出水中分离磺胺类抗性菌,检测其对抗生素耐受性及磺胺类抗生素浓度、抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的含量。结果表明水中磺胺类抗生素检测出5种磺胺类抗生素,但浓度较低,3种磺胺类抗生素未检出;磺胺类抗性菌含量为3.18×102~2.24×104CFU/m L,分离的抗性菌对9种抗生素具有抗性,最高耐受力为512 mg/m L,其中,对氯霉素耐受能力最强,对青霉素、氨苄青霉素、头孢氨苄、环丙沙星、庆大霉素、阿奇霉素耐受力次之,对利福平耐受力最弱;抗性基因的绝对含量较低,其中最高含量sul1为105.648~106.956。该研究为STPs抗生素污染的风险评估与抗生素抗性基因污染控制提供了基础数据支持。     

广东沿海养殖牡蛎中副溶血性弧菌的污染状况、毒力基因及耐药性分析

对广东沿海养殖牡蛎中副溶血性弧菌的污染状况、毒力基因携带情况和耐药特征进行研究。结果显示,320份牡蛎中副溶血性弧菌检出率为18.8%,不同季节和不同地区差异显著;分离得到60株副溶血性弧菌,均检出tlh基因,未检出tdh和trh基因;26种药敏分析发现,分离株普遍对氨苄西林耐药,耐药率为83.3%,对哌拉西林、四环素和呋喃妥因等8种抗生素的耐药率介于1.67%～11.7%。所有菌株对头孢泊肟、亚胺培南、阿米卡星等12种抗生素敏感;分离株的多重耐药率为3.33%,其中1株菌出现耐受7种抗生素的多重耐药。结果表明,广东沿海养殖牡蛎的副溶血性弧菌污染程度在不同地区及季节存在显著差异,分离株的致病风险较低并呈现不同程度的耐药性,其中惠州地区养殖牡蛎中副溶血性弧菌污染及耐药程度相对较高。     

北京温榆河流域耐药大肠杆菌的调查研究

采用滤膜法结合大肠杆菌显色培养基,调查了北京地区温榆河流域氨苄青霉素、四环素、磺胺(磺胺甲厄唑-甲氧苄啶联用)和左旋氧氟沙星4 类抗生素耐药大肠杆菌的发生情况.结果表明,温榆河流域总大肠杆菌数为10³~10⁷ 个/L,耐药大肠杆菌数为0~10⁶ 个/L;大肠杆菌对氨苄青霉素、四环素和磺胺耐药率分别为10%~35%、5%~25%、10%~35%,而使用时间最短的左氧氟沙星耐药率则低于15%;受渔场排放影响的采样点,四环素耐药大肠杆菌数量显著高于该点其他抗生素耐药大肠杆菌数量,而左氧氟沙星耐药大肠杆菌数量百分比相对较高的采样点推测可能源于人类排放.     

北京温榆河流域耐药大肠杆菌的调查研究

采用滤膜法结合大肠杆菌显色培养基,调查了北京地区温榆河流域氨苄青霉素、四环素、磺胺(磺胺甲厄唑-甲氧苄啶联用)和左旋氧氟沙星4 类抗生素耐药大肠杆菌的发生情况.结果表明,温榆河流域总大肠杆菌数为10³~10⁷ 个/L,耐药大肠杆菌数为0~10⁶ 个/L;大肠杆菌对氨苄青霉素、四环素和磺胺耐药率分别为10%~35%、5%~25%、10%~35%,而使用时间最短的左氧氟沙星耐药率则低于15%;受渔场排放影响的采样点,四环素耐药大肠杆菌数量显著高于该点其他抗生素耐药大肠杆菌数量,而左氧氟沙星耐药大肠杆菌数量百分比相对较高的采样点推测可能源于人类排放.     

军曹鱼养殖水体及其肠道异养细菌的耐药性研究

选用常用的15种抗生素,通过纸片扩散法(Kirby-Bauer纸片扩散法,简称K-B法),参照NCCLS抗生素敏感试验操作标准,并以金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus ATCC25923和大肠埃希菌Esсheriсhia coli ATCC25922为质控菌株,对周年监测分离自养殖军曹鱼水体及肠道的188株优势菌(包含9个菌属)进行了药物敏感性研究.结果显示,抑菌最强的是环丙沙星(耐药率为0),其次是氯霉素、诺氟沙星、庆大霉素、多粘菌素B、复方新诺明,耐药率均小于40%;抑菌效果最差的依次为羧苄青霉素、青霉素G、氨苄青霉素、痢特灵、利福平,耐药率均在40%以上,其中多重耐药的菌株(对4种或4种以上抗生素产生耐药性)共12株,包括水体菌9株和肠道菌3株.     

污水处理厂二级出水中总异养菌群对6种抗生素的耐受性研究

以北京市2座污水处理厂二级出水为研究对象,通过考察总异养菌群、抗性菌比例、浓度及抗生素对细菌的半抑制浓度,研究了二级出水中一般细菌对青霉素、氨苄青霉素、头孢氨苄、氯霉素、四环素和利福平6种抗生素在不同浓度下的耐受性.结果表明,2座污水处理厂出水中青霉素、氨苄青霉素、头孢氨苄和氯霉素抗性菌比例较四环素和利福平高.当抗生素浓度为32mg.L-1时,污水处理厂G二级出水中头孢氨苄抗性菌比例最高为59%,而污水处理厂Q二级出水中氯霉素抗性菌比例最高为44%.头孢氨苄抗性菌在污水处理厂G、Q出水中的浓度分别高达4.0×103 CFU.mL-1和3.5×104 CFU.mL-1,而氯霉素抗性菌浓度分别高达4.9×102 CFU.mL-1和4.6×104 CFU.mL-1.污水处理厂G中异养菌对头孢氨苄的耐受能力最强,其半抑制浓度〉32 mg.L-1;污水处理厂Q中,异养菌对氯霉素的耐受能力最强,其半抑制浓度为23.1 mg.L-1.污水处理厂二级出水中部分抗生素抗性菌污染严重,且稳定存在于低浓度抗生素的处理出水.     

沱江流域饮用水源地抗生素污染的时空变化、生态风险及人体暴露评估

为探讨抗生素在饮用水源地的分布现状,采用固相萃取-高效液相色谱质谱联用法对四川省沱江流域典型城市饮用水源地中35种抗生素进行了测定,并计算了风险商(RQ)及人体通过饮用水暴露于抗生素的量. 结果表明:① 沱江流域饮用水源地35种抗生素被广泛检出,在春季、夏季、秋季、冬季的浓度分别为n.d.(低于检出限)~114.696、n.d.~536.322、n.d.~69.488和n.d.~90.461 ng/L,检出率分别为0~85.7%、0~92.9%、0~100.0%和14.3%~100.0%. ② 抗生素在冬季检出率最高,达74.3%,喹诺酮类在各季节的平均浓度呈冬季≈夏季>春季>秋季的特征,四环素类在秋季浓度最低,其余5类抗生素未发现显著的时间变化. ③ 磺胺类和大环内酯类存在一定的空间分布特征,而其余抗生素未呈现显著空间分布差异. ④ 磺胺嘧啶在春季、秋季和冬季以及盐酸金霉素在夏季对生态系统有较高的生态风险. 氧氟沙星和盐酸四环素在春季、夏季和冬季的风险商介于0.10~1.00之间,在相应季节对沱江流域可能造成中等生态风险. ⑤ 短期内居民通过饮用沱江流域饮用水源地水暴露于抗生素的风险可以忽略不计,但长期低剂量暴露带来的健康风险问题有待进一步研究. 研究显示:抗生素污染广泛存在于沱江流域饮用水源水中,其中以兽用抗生素为主,表明农业活动可能对该流域抗生素污染贡献较大;沱江流域饮用水源地水中抗生素总体处于中低生态风险,基于该研究数据沱江流域内人群饮用水源水暴露于抗生素的量较低,相对安全.      

净水工艺对饮用水中微生物多重耐药性的影响与分析

由于抗生素过量使用已导致我国部分水源受到多种抗生素和耐药基因的污染,抗生素及其耐药基因可能通过饮用水对人体健康造成严重威胁.对上海某水厂供水系统可培养微生物进行了分离鉴定;使用5种抗生素:氨苄青霉素(Amp)、卡那霉素(Kan)、利福平(Rif)、氯霉素(Cm)以及链霉素(Str)对饮用水中可培养微生物多重耐药性及其在供水系统中的变化规律和耐药机制进行了分析.结果表明:所分离可培养微生物主要属于16个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、噬纤维菌属(Arcicella rosea sp.)、鞘酯菌属(Sphingomonas sp.)在所有工艺单元中都可分离获得;经过生物活性炭滤池和管网输配后3种菌的多重耐药能力均有增强,其中芽孢杆菌属(Bacillus sp.)耐药能力最强.采用实时荧光定量PCR对供水系统中3种整合子及9种转座子进行定量检测,发现经过生物活性炭滤池和管网输配后,可移动基因元件绝对数量增加明显,生物活性炭滤池和输配管网对饮用水中微生物耐药能力具有重要影响.     

苕溪流域典型断面底泥14种抗生素污染特征

利用超声波提取-SPE-UPLC/MS/MS,分析了苕溪流域典型断面底泥的14种抗生素污染特征.结果表明,该流域存在一定程度的抗生素污染,单个化合物的检出率均大于70%(n=7).4种四环素类抗生素(四环素、土霉素、金霉素和强力霉素)是该流域主要的抗生素污染种类,并以土霉素和金霉素较为突出,其含量分别在0.1～55.7...     

珠江口水域细菌抗药性的研究

为了解珠江口水域细菌耐药性分布情况,将海水中细菌分离鉴定并进行细菌药敏实验.结果检出细菌22种120株,检测得120株细菌的抗生素谱,具有较高细菌耐药性的抗生素为:青霉素G耐药菌株的百分比为43.30%、氨苄青霉素AM的为 51.70%、头孢唑啉CI的为44.20%、卡那霉素K的为 46.70%、阿米卡星AN 的为50.80%、新生霉素NOV的为 60.00%、四环素TE 的为60.80%、复方新诺明SX的为 43.30%.细菌对链霉素S、诺氟沙星NOR、氯霉素C、环丙沙星CIP的耐药性比较低,分别为16.70%、16.70%、14.20%、13.30%.本实验对海洋微生物的研究、抗生素的安全使用以及环境保护均具有一定的指导意义.     

渭河杨凌段水系中头孢曲松耐药菌和耐药基因

调研了杨凌抗生素使用和过期抗生素处理情况,研究了渭河杨凌段及其在杨凌境内主要支流中耐药菌（主要为耐头孢曲松细菌）及常见耐药基因的分布特征.杨凌区β-内酰胺类药物占抗生素总用量的55.0%,64.0%的过期抗生素被合理处理;水样中耐头孢曲松细菌平均浓度均大于500CFU/mL,分离到5种气单胞菌（n=44）和1株大肠杆菌;45株（100.0%）菌全部耐受氨苄西林,阿莫西林/克拉维酸和头孢曲松,多重耐药率为95.6%;水样总DNA中ampC,sul1,sul2,sul3,tetB,tetC,tetM,aadA,cmlA,catA,bla_TEM,bla_NDM,aph（2’）-Id和aac（6’）-Ib检出率均为100.0%,15株耐头孢曲松代表菌中ampC与bla_TEM检出率均为100.0%.渭河杨凌段及其主要支流中多重耐药细菌检出率较高,耐药基因多样化.研究可为杨凌区水体中耐药菌污染治理提供参考.     

不同构型人工湿地基质中土著菌的耐药性及整合子丰度调查

采用Kirby-Bauer纸片琼脂扩散法分析了夏、冬季节9个不同构型人工湿地中的葡萄球菌(Staphylococcus)、假单胞菌(Pseudomonas)两种土著菌对7种常用抗生素的耐药性,并通过荧光定量PCR检测人工湿地基质中Ⅰ型整合子(int1)的丰度.结果表明,共分离出的522株葡萄球菌和543株假单胞菌,约84%的菌株对所测试的抗生素具有耐药性,多重耐药率达到68%以上,MRI指数平均为0.22,与某些环境中人源或动物源细菌耐药水平相当,表明人工湿地基质土著菌具有较高水平的耐药性;两种土著菌对氨苄西林和复方新诺明的耐药率较高,四环素、庆大霉素和环丙沙星的耐药率均极低(3%),而对头孢他啶和氯霉素的耐药性呈现差别.湿地基质中int1基因的浓度为1.14×105~5.66×105copies·g-1,其相对丰度为0.54%~3.68%.季节和湿地工艺对细菌耐药和整合酶基因分布有较大影响.夏季2种细菌的抗生素耐药率、多重耐药指数和int1丰度均显著高于冬季;下行垂直流湿地中的抗生素耐药率、多重耐药指数(MRI)最高,而在水平潜流湿地中int1丰度最高.研究表明人工湿地基质的土著菌长期暴露在一定浓度抗生素和耐药肠道菌的生活污水环境下获得了耐药性,人工湿地中抗生素耐药菌和耐药基因的污染及环境风险不容忽视.     

畜禽养殖场空气中可培养抗生素耐药菌污染特点研究

畜禽养殖场被认为是空气环境中耐药基因和致病菌的重要来源.本研究对北京地区22个畜禽养殖场逸散细菌、四环素和红霉素耐药菌气溶胶的浓度进行检测,对其粒径分布和动力学粒径进行分析.结果表明,所调查的3种生物气溶胶(细菌、四环素耐药菌和红霉素耐药菌),在猪舍内浓度最高,牛舍内最低.蛋鸡舍内两种抗生素耐药菌气溶胶的浓度均低于肉鸡.本研究在蛋鸡和肉鸡舍外空气中检测到了四环素和红霉素耐药菌,所占丰度分别为8.81%、15.89%和23.19%、36.53%.不同养殖场舍内外细菌、四环素耐药菌和红霉素耐药菌气溶胶浓度的粒径分布特点存在差异.动力学粒径研究结果显示,4种动物舍内的四环素和红霉素耐药菌气溶胶主要沉降在人体的咽喉和支气管.本研究结果将为评价养殖场生物气溶胶对周边空气环境污染及人类健康造成的危害提供基础数据.     

再生水中5种抗生素抗性菌的紫外线灭活及复活特性研究

抗生素抗性菌作为再生水中的新兴污染物而受到广泛关注.为探明紫外线对抗生素抗性菌的灭活和消毒后抗性菌的复活潜能,研究了以城市污水为水源的再生水(简称"再生水")中青霉素抗性菌、氨苄青霉素抗性菌、头孢氨苄抗性菌、氯霉素抗性菌和利福平抗性菌的紫外线灭活特性,并考察了再生水中的抗生素抗性菌在黑暗条件下的复活潜能.结果表明,20mJ·cm-2紫外线消毒剂量下,实际再生水中青霉素抗性菌、氨苄青霉素抗性菌、头孢氨苄抗性菌和氯霉素抗性菌的灭活率均高于4-log,与总异养菌群灭活率相当,而利福平抗性菌的灭活率(3.7-log)略低于总异养菌群.紫外线消毒后,再生水静置22 h后,抗生素抗性菌普遍出现复活现象,当紫外线消毒剂量为常规剂量20 mJ·cm-2时,消毒后再生水中的抗生素抗性菌菌落形成能力高达3-log.因此,常规的紫外线消毒剂量不能有效控制再生水储存或运输过程中抗生素抗性菌的复活.     

4种动物养殖场空气中抗生素耐药菌的生物多样性及群落结构

动物集约化养殖场可向空气环境释放大量微生物,包括抗生素耐药菌甚至是耐药致病菌,危害动物和工人健康并污染周边空气环境.针对以上问题,本研究以四环素和红霉素耐药菌为例,对动物养殖场空气颗粒物负载抗生素耐药菌的生物多样性以及群落结构展开研究.基于高通量测序技术,对比分析动物舍内与舍外颗粒物,以及粪便样品中抗生素耐药菌的生物学差异,并研究驱动以上差异的关键菌属.结果表明,整体上养殖场空气颗粒物负载红霉素耐药菌的生物多样性高于四环素耐药菌,舍内空气颗粒物负载生物的多样性高于粪便样品.细颗粒物和粗颗粒物负载抗生素耐药菌的生物多样性和群落结构均无显著差异. Actinobacteria是导致红霉素耐药菌和其他细菌群落差异的关键菌门之一,Staphylococcus是四环素耐药菌群区别于红霉素耐药菌和全部细菌菌群的关键菌属之一.群落结构研究结果显示,四环素和红霉素耐药菌的优势菌群和群落结构没有显著差异.但粪便和空气颗粒物负载生物的群落结构在属水平上差异显著,优势菌门也有所不同.本研究结果将为准确评估动物养殖场空气环境中抗生素耐药菌污染现状及其生态风险提供基础数据.     

大辽河表层水体典型抗生素污染特征与生态风险评价

为评价大辽河表层水体抗生素的污染水平和生态风险,利用高效液相色谱-串联质谱检测了大辽河表层水体中5类典型抗生素(喹诺酮类、四环素类、磺胺增效剂、大环内酯类、磺胺类)的污染水平和污染特征. 结果表明:大辽河表层水体中共检测出10种抗生素,其质量浓度范围为nd(低于检出限)~1.380 μg/L;其中NOR(诺氟沙星)的检出率和质量浓度平均值均最高,分别为92%、0.214 μg/L,其次为CIP(环丙沙星)(检出率为75%,质量浓度为0.023 μg/L). 与国内外其他水域相比,大辽河水体中抗生素的质量浓度总体处于较普通水平. 在检出的10种抗生素中,除TC(四环素)和CTC(金霉素)外,其余8种抗生素质量浓度最高值均出现在营口市区最主要的工业和生活污水排污口之一——纱厂潮沟采样点,并且该采样点NOR的质量浓度和检出率均最高,这反映了喹诺酮类抗生素在大辽河流域有很高的使用率. 大辽河抗生素总的分布趋势是上游污染水平较低,城市周围污染水平较高. 评价结果表明,大辽河水体中的抗生素对相应的敏感物种存在较高的生态毒性风险.      

敏感区域目标污染物空间溯源分析

基于SPARROW模型,利用新安江流域2009~2010年60个监测站点的TN浓度数据,以及相关污染源及空间属性数据对流域水质进行模拟分析,结果表明,流域内69%的河段TN模拟浓度可以达到III类及以上水质标准.对跨省界评估断面——街口断面进行TN污染源溯源分析,发现上游各子流域的工业源污染对断面污染总量的贡献比例为7.41%,农业源污染贡献比例为57.52%,生活源污染贡献比例为35.07%,且分别具有不同的空间分布特征,可以考虑使用该方法为以跨界断面污染物浓度控制为目标的相关削减措施的提出提供技术支持.     

北京市北运河水体中抗生素污染特征及风险评估

为评价北京市北运河水体中抗生素的污染特征和风险水平,采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱联用技术(SPE-HPLC-MS/MS),对北运河流域水体中的抗生素浓度进行了分析.结果表明,12个采样点总浓度为59.19～703.44 ng·L^-1,共检出4类7种抗生素,包括磺胺吡啶、克拉霉素、阿奇霉素、罗红霉素、红霉素、氧氟沙星和林可霉素.其中,克拉霉素、阿奇霉素、罗红霉素、氧氟沙星和林可霉素的检出率为100%,红霉素的检出率为41.67%,磺胺吡啶的检出率为33.33%.与国内部分流域相比,北运河流域水体中阿奇霉素、红霉素和克拉霉素处于较高水平.生态风险评估结果表明,抗生素对藻类的风险为高风险.健康风险评估结果表明,磺胺吡啶、林可霉素、罗红霉素、阿奇霉素和红霉素无潜在健康风险,克拉霉素的人体健康风险为低风险.     

污水处理厂二级出水中四环素抗性菌的生长特性与耐药性

抗生素抗性菌的扩散已成为全世界面临的重要公共卫生安全隐患.本文从某城市污水处理厂二级出水中分离出21株四环素抗性菌,对其种属、生理生化特性、抗生素耐受性进行了研究.结果表明,21株四环素抗性菌均属于肠杆菌科,分别属于气单胞菌属(9株)、埃希氏菌属(5株)、肠杆菌属(3株)、克雷伯氏菌属(2株)、柠檬酸杆菌属(1株)和哈夫尼菌属(1株).这些菌大多属于条件致病菌,且有18株携带质粒.21株四环素抗性菌中,气单胞菌、埃希氏菌的平均最大生长量显著高于肠杆菌,大部分菌株的迟滞时间在2 h以内.抗生素耐受性试验结果表明,四环素抗性菌对氯霉素耐受能力最强,对β-内酰胺酶类抗生素(青霉素、氨苄青霉素、头孢噻吩)的耐受性次之,对利福平的耐受性最弱.75%以上的四环素抗性菌同时表现出对其它5种抗生素具有抗性.以上结果为我国污水处理厂抗生素抗性菌的风险分析与控制提供了参考数据.     

北极新奥尔松地区粪土中大肠杆菌和肠球菌的分布及耐药性分析

采用滤膜法对2012年北极黄河站科学考察采集的新奥尔松地区8个鹿粪和1个鸟粪样品进行分离鉴定,共获得84株肠球菌和85株大肠杆菌。84株肠球菌分属于10个属,其中屎肠球菌（28株）、鼠肠球菌（28株）及鸟肠球菌（10株）为优势菌。采用K-B纸片法对受试菌株进行药敏试验结果显示:85株大肠杆菌对利福平全部耐药,对氨苄西林的耐药率为81%;对甲氧苄啶（TMP）、喹诺酮类的萘啶酸（NAL）与环丙沙星（CIP）、四环素（TCY）4种抗生素高度敏感。84株肠球菌中屎肠球菌对氨苄西林耐药率最高（89%）,对万古霉素耐药率最低（4%）。10株鸟肠球菌对利福平全部耐药,而28株鼠肠球菌对利福平耐药率最低（4%）,对链霉素耐药率最高（75%）。18株其他肠球菌对利福平耐药率最高（61%）。上述结果表明抗生素耐药性已出现于北极新奥尔松地区野生动物肠道菌群中。