垂直潜流人工湿地对水产养殖尾水中抗生素和氮磷的去除及其影响因素

针对养殖尾水中氮磷和抗生素污染问题,构建了3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地小试系统,分析了养殖尾水中4种典型抗生素(氧氟沙星、磺胺甲恶唑、氟苯尼考和土霉素)的去除效率及其影响因素,探讨了抗生素对营养盐去除的潜在影响。结果表明：在春季和夏季,3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地系统对氟苯尼考、土霉素、氧氟沙星和磺胺甲恶唑的去除率分别为25.61%~53.66%和15.10%~37.93%、94.82%~97.16%和93.96%~94.87%、93.53%~94.27%和85.17%~86.57%、10.48%~57.54%和29.84%~62.36%。添加生物炭可以显著提高湿地系统对磺胺甲恶唑和氟苯尼考的去除率,与CW1和CW2相比,CW3对磺胺甲恶唑的去除率平均分别提高了39.79%和33.92%;对氟苯尼考的去除率平均分别提高了25.45%和22.61%。在抗生素暴露条件下,春季,系统对总氮、总磷、氨氮和硝态氮平均去除率分别下降了11.69%、17.53%、10.04%和4.07%;夏季,总磷和氨氮的平均去除率分别下降了19.41%和5.53%,而总氮和硝态氮的平均去除率分别提高了11.67%和10.42%。以上研究结果可为进一步改进人工湿地系统设计参数,提高污染物去除效率提供参考依据。     

不同畜禽养殖场中气载抗生素抗性基因的污染特征与季节性变化

由于大量的抗生素被用于畜禽养殖行业,畜禽养殖场中的抗生素抗性基因 (ARGs,Antibiotic resistance genes) 问题正逐渐变得严重。为调查畜禽养殖场中气载ARGs的污染特征及季节性变化,分别在冬季和夏季采集陕西省渭南市养猪场和养鸡场的空气和粪便样品,分析不同种类气载ARGs的污染水平及ARGs与环境因子的相关性。结果表明：畜禽养殖场空气中主要检出的ARGs类型为万古霉素类抗性基因、MLSB类抗性基因、四环素类抗性基因、FCA类抗性基因;在不同类型养殖场中气载ARGs总浓度趋势为养鸡场>养猪场,且养鸡场中每种ARGs浓度比养猪场中高约2个数量级;在不同季节养殖场中,气载ARGs总浓度趋势为冬季>夏季,且每种ARGs在冬季均高于夏季2~3个数量级。Pearson相关性分析结果表明,养殖场中气载ARGs总浓度与PM_2.5呈显著相关 (P<0.05) ,与其他环境因子无显著相关性。本研究成果可为控制畜禽养殖场中气载ARGs污染的传播及防控提供参考。     

不同生物炭对猪粪堆肥过程中抗生素及抗生素抗性基因的削减规律研究

为探讨不同类型生物炭对猪粪堆肥过程中抗生素和抗生素抗性基因(ARGs)的削减规律,分别将玉米秸秆生物炭、竹炭和猪粪生物炭添加到猪粪中进行好氧堆肥,解析不同类型生物炭添加对猪粪堆肥过程中抗生素浓度和ARGs丰度的影响.研究发现,添加竹炭堆肥对抗生素的平均去除率最高(97％),其中对四环素类抗生素的去除率高达98％;添加玉...     

垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物的抗生素抗性基因污染特征

为探究垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物中抗生素抗性基因(ARGs)的多样性及变化规律,采集了内蒙古巴彦淖尔市某垃圾填埋场中不同填埋年限(2、5、8年)的固体废弃物样本,基于宏基因组测序技术(mNGS),并通过生物信息学分析,考察固体废弃物中ARGs的污染特征.结果表明,3种固体废弃中共检测出21类ARGs,填埋2、5...     

在线固相萃取-液相色谱-串联质谱法同时检测海水养殖水体中15种药物

采用在线固相萃取-液相色谱-串联质谱联用(On-line SPE-LC-MS/MS)技术,建立海水循环水养殖系统中磺胺类(磺胺甲基异恶唑、磺胺噻唑、磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲嘧啶)、大环内酯类(克拉霉素、脱水红霉素)、喹诺酮类(恩诺沙星、氧氟沙星、诺氟沙星)、四环素类(金霉素、四环素、土霉素)13种抗生素及孔雀石绿、隐色孔雀石绿共15种药物的同时检测方法,为循环水养殖海水中部分有机污染物的检验鉴定提供依据.采用0.1%(V/V)甲酸水溶液和0.1%(V/V)甲酸的乙腈-甲醇(1∶1,V/V)溶液为分析流动相,水样经简单酸化处理后直接进样0.9 mL进行On-line SPE-LCMS/MS检测,经在线固相萃取柱富集后,经过梯度洗脱分离,串联质谱多反应监测模式进行定性、定量分析测定.结果表明,15种目标化合物在1—100 ng·L^-1范围内均具有良好的线性响应,方法检出限范围为0.02—1.00 ng·L^-1,定量限范围为0.06—3.00 ng·L^-1.采用该方法对山东省烟台市某水产公司2个海水循环水养殖系统的15...     

抗生素抗性基因在土壤中积累、转移与消减的研究进展

细菌耐药性给人类健康及公共卫生带来巨大的威胁。土壤尤其是农业土壤是环境中抗生素抗性重要的源库。为减少抗生素抗性基因(ARGs)的传播风险,了解其在土壤中的传播规律非常重要。通过总结分析国内外发表的相关文献,对目前ARGs在土壤中的积累、转移情况及消减特征进行了综述。已有调查结果发现,农业发达及经济发地区土壤是ARGs积累的热区。有机肥施用及污水灌溉等原因导致ARGs在土壤中持续积累,其丰度可达10² gene copies/16S rRNA gene copies。胞内抗生素抗性基因(i ARGs)、胞外游离抗生素抗性基因(eARGs)是ARGs的两种赋存形态,其中,i ARGs是主要的赋存形态。i ARGs通过接合转移、转导在土壤中传播,其中接合转移是目前研究最多及最主要的水平转移方式。eARGs通过转化在土壤中传播。胞外DNA可以在土壤中留存几个月甚至一年以上,由于检测方法的限制eARGs在土壤中的自然转化并不经常被发现,因此,对土壤eARGs的风险研究有所忽略。外源ARGs进入土壤后的命运受到ARGs种类、形态、土壤特性、污染物等因素的影响。ARB进入土壤后...     

ABR水解酸化-SBR组合工艺处理抗生素废水的工程启动研究

抗生素制药废水属有生物毒性的高浓度难处理有机废水,废水生化处理系统的启动过程通常较为复杂,采用ABR水解酸化-SBR组合工艺处理抗生素废水的工程启动研究具有一定的工程意义。     

不同类型及不同浓度抗生素条件下活性污泥丝状菌种群多样性分析

采用平行好氧生物膜反应器对人工配水螺旋霉素(大环内酯类)、土霉素(四环素类)、链霉素(氨基糖苷类)抗生素废水进行了6个月的连续运行处理.Eikelboom及Jenkins法镜检结果显示,长期高溶解性有机物及高C/N比条件下反应器均出现一定程度的丝状菌过量生长而导致的污泥膨胀现象.结合荧光原位杂交法(FISH)对生物膜及悬浮污泥中的丝状菌种群定性分析结果表明,反应器中的主要优势丝状菌种群均为Nostocoida limicola(N.limicola)Ⅱ及ThiothrixⅡ.在不同抗生素浓度(5 mg·L-1、25 mg·L-1)条件下,平行反应器的COD去除效果均无明显变化,NH+4-N在高浓度链霉素条件下出现一定累积(20mg·L-1左右);丝状菌丰度均有所抑制,且随抗生素浓度升高而更为显著;N.limicolaⅡ较ThiothrixⅡ抑制现象更为明显.土霉素对丝状菌种群具有明显的抑制效果,其次为链霉素和螺旋霉素.     

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。     

鸡、猪粪便源大肠杆菌对4种抗生素耐药性的比较

以琼脂稀释法对67株鸡源大肠杆菌及61株猪源大肠杆菌进行最低抑菌浓度(MIC)测定,并以SPSS分别进行卡方检验和Probit模型估算,分析不同来源大肠杆菌耐药差异显著性及不同抗生素的半数抑菌浓度(MIC50),以期对不同畜禽粪便来源的大肠杆菌耐药差异进行详细准确的探讨。结果显示,鸡源大肠杆菌对头孢噻肟、诺氟沙星、环丙沙星和四环素耐药率分别为98.51%、68.66%、56.72%和100%,猪源大肠杆菌对头孢噻肟耐药率为88.52%,对诺氟沙星、环丙沙星和四环素则100%耐药。除四环素,鸡源、猪源大肠杆菌对诺氟沙星、环丙沙星、头孢噻肟的耐受差异显著(P0.05),51%的鸡源大肠杆菌和89%的猪源大肠杆菌均呈4重耐药。SPSS分析结果表明,Probit模型估算结果优于当前MIC50常规计算方法,头孢噻肟、诺氟沙星、环丙沙星和四环素对鸡源大肠杆菌MIC50分别为40.031μg·m L~(-1)、40.020μg·m L~(-1)、2.683μg·m L~(-1)和101.418μg·m L~(-1),对猪源大肠杆菌MIC50分别为8.724μg·m L~(-1)、56.044μg·m L~(-1)、31.214μg·m L~(-1)和130.915μg·m L~(-1)。回归方程显示环丙沙星对鸡源大肠杆菌抑制作用最强;高于40.031μg·m L~(-1)时,诺氟沙星抗菌作用弱于头孢噻肟,低于120.23μg·m L~(-1)时,诺氟沙星抗菌作用强于四环素;头孢噻肟、环丙沙星、诺氟沙星和四环素对猪源大肠杆菌的抑菌作用则呈递减趋势。同时验证了诺氟沙星和环丙沙星属同种作用机制,基于Probit模型计算更简单、快速、直观。研究结果可为畜禽养殖中大肠杆菌的耐药差异监控提供一定的数据基础。