碱度和浊度对混凝去除磺胺甲唑与土霉素的影响

为研究不同碱度和浊度下抗生素SMZ(磺胺甲唑)和OTC(土霉素)的混凝去除特征,选择PAC(聚合氯化铝)为混凝剂,并分别以碳酸氢钠、高岭土调节碱度〔以ρ(CaCO₃)计〕和浊度进行混凝模拟试验. 结果表明:当浊度为10 NTU时,SMZ和OTC的混凝去除率随着c(PAC)(以Al3+计)的增加而增加;在碱度为100 mg/L、c(PAC)为0.35×10-3 mol/L时,浊度对抗生素的去除有一定的影响但不显著,对SMZ去除的影响大于OTC. c(PAC)为0 mol/L时,高岭土对目标抗生素的吸附去除率较低,表明对抗生素去除起主要作用的是PAC. 碱度对SMZ和OTC的混凝去除率影响显著,这种影响是通过同时影响PAC的水解产物形态和抗生素总电荷而发挥作用的. 碱度为0 mg/L时,SMZ与OTC的混凝去除率分别为6.79%、-3.42%;碱度为25、100 mg/L时,SMZ与OTC的混凝去除率明显增加,并且当c(PAC)<0.3×10-3 mol/L时,低碱度(25 mg/L)下抗生素的混凝去除率优于高碱度(100 mg/L),而当c(PAC)>0.3×10-3 mol/L时则相反. 研究显示,碱度和浊度对混凝去除抗生素均有明显影响,但碱度对混凝去除抗生素的影响大于浊度.      

川西平原还田秸秆DOM对矿物细颗粒吸附SMX的影响

为探明还田秸秆溶解性有机质（DOM）对矿物细颗粒吸附磺胺甲恶唑（SMX）的影响机理,研究了矿物细颗粒吸附SMX的动力学过程以及DOM对此过程的影响,比较分析了矿物颗粒吸附前后的傅里叶变换红外光谱（FI-IR）特征.结果表明,SMX在矿物表面的吸附动力学过程符合双室一级动力学模型,表明其吸附过程存在多域吸附或多点位吸附;DOM作用下蒙脱石、钠长石和方解石的吸附量不同程度得到提升,其增量分别为28.94,28.34,2.40μg/g,而3种矿物的模型拟合度均有所降低.通过红外光谱分析,吸附后的蒙脱石较吸附前在波数3700、1600与1000cm^-1附近的尖锐吸收峰和在波数3600~3000cm^-1的宽吸收带明显减弱,而与DOM作用下波谱基本一致,DOM作用下吸附量的提升与蒙脱石溶出Al³⁺与DOM结合使得吸附位点增加有关;钠长石在吸附前后红外光谱一致,而DOM作用下在波数1013、781和460cm^-1处的吸收峰明显减弱,表明DOM被吸附于钠长石表面,通过共吸附或累积方式增加了吸附量;方解石在吸附前后以及DOM作用下红外光谱基本一致,说明DOM对方解石无影响,吸附的增量则源于DOM对SMX的结合.     

温度驱动的离子液体分散液-液微萃取法同时检测环境水体中磺胺类药物

以l-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体([C8MIM][PF6])为萃取剂,利用温度驱动离子液体分散液-液微萃取技术,结合高效液相色谱(HPLC)同时测定环境水体中2种磺胺类化合物:磺胺间二甲氧嘧啶(sulfadimethoxine,SDM)和磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole,SMZ).对影响萃取效果的一系列因素(萃取剂、分散剂、萃取剂和分散剂的体积、pH、温度、萃取时间、盐度和离心时间等)进行了优化,在最优条件下,该方法具有较宽的线性范围(2—200μg.L-1)、较低的检出限(SDM,1.22μg.L-1;SMZ,0.50μg.L-1)、良好的重现性(RSD:SDM,1.94%;SMZ,1.9%;n=7)和较高的准确性(回收率,SDM,88.7%;SMZ,101.3%;n=7).以该方法对几处环境水样进行测定,获得了良好的回收率(63.0%—124.0%;RSD:2.1%—4.9%;n=6).     

玉米芯对磺胺甲恶唑和甲氧苄啶的吸附效果及机制

为探究农业废物是否能吸附去除抗生素以及不同抗生素之间是否存在相互作用,通过对玉米芯的理化特征分析、傅里叶红外光谱分析、吸附动力学和吸附等温线分析,研究了玉米芯对磺胺甲恶唑（SMX）和甲氧苄啶（TMP）的吸附效果及机制。结果表明：在只含有单一抗生素（初始浓度为10 mg/L）、温度为25℃、玉米芯浓度为25 g/L的体系中,玉米芯对SMX和TMP吸附量分别为131.18和358.75 mg/kg;在同时含有SMX和TMP的体系中（初始浓度均为10 mg/L）,玉米芯对其的吸附量分别为131.02和358.74 mg/kg,SMX和TMP之间为非交互吸附过程。在2种体系中,SMX和TMP的吸附均较好地符合准二级反应动力学方程,Langmuir和Freundlich等温线较好地拟合了SMX的吸附过程,而Freundlich等温线对TMP的拟合效果较好。SMX吸附主要为静电作用、π-π堆积作用,且以静电作用为主;TMP吸附主要通过疏水分配、π-π堆积作用和氢键作用。     

磺胺甲恶唑对斑马鱼早期生命阶段的发育毒性研究

磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole, SMX)作为一种广谱型抗生素,由于大量使用而在各类水体中广泛存在。为研究SMX对斑马鱼(Danio rerio)早期生命阶段的发育毒性,将3 hpf(hours post fertilization,受精后小时数)内的斑马鱼胚胎在不同浓度(空白对照：0 μg·L^-1,S4:4 μg·L^-1,S40:40 μg·L^-1,S400:400 μg·L^-1)的磺胺甲恶唑溶液中暴露至120 hpf,观察统计斑马鱼胚胎的孵化率,仔鱼的死亡率、心率、体长和畸形率等发育参数,并检测斑马鱼体内生长激素(GH)、胰岛素样生长因子(IGF-Ⅰ)含量以及GH/IGF轴相关基因转录水平的变化。结果显示,40 μg·L^-1和400 μg·L^-1的SMX暴露会导致斑马鱼死亡率显著升高,体长明显缩短,并且对仔鱼有明显的致畸作用(心包囊肿、脊椎弯曲和尾部畸形等)。SMX暴露对斑马鱼的孵化率未产生显著影响,但会造成胚胎/仔鱼心率下降。此外,在S...     

微量磺胺甲恶唑对饮用水管网生物膜群落及抗性基因的影响与控制

针对饮用水管网系统可能存在的微生物风险问题,采用模拟不同处理条件下的输配水管道系统,通过宏基因组学分析探究微量磺胺甲恶唑以及次氯酸钠消毒对管道中生物膜与抗性基因组成的影响。结果表明,2μg·L^-1磺胺甲恶唑的添加对微生物群落以及抗性基因组成无明显影响,而浮霉菌门细菌表现出很强的抗次氯酸钠消毒能力。在未消毒条件下丰度前十的抗性基因与携带差异性抗性基因的细菌在消毒后丰度均明显有所下降,次氯酸钠消毒使ARGs总量下降了91.9%,因此,次氯酸钠消毒通过控制携带抗性基因物种从而有效控制群落抗性基因的传播。同时,通过组间显著性差异的功能基因与组间显著性差异的抗性基因相关性分析,功能基因的变化情况与抗性基因变化情况一致,因此,长期消毒改变了细菌群落组成及其功能,并最终影响抗性基因传播。这项研究有助于控制长期运行的饮用水管网输配系统中可能存在的包括抗药基因在内的微生物相关风险问题。     

基于QSAR模型的磺胺与群体感应抑制剂对枯草芽孢杆菌联合慢性毒性规律初探

群体感应抑制剂是抗生素最有可能的替代品,两者在环境中的共存会对生物造成联合毒性影响。以革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,B.subtilis)为模式生物,3种群体感应抑制剂(呋喃酮、吡咯酮和吡咯)和磺胺类药物为研究对象,测定了20 h单一和联合毒性。结果显示,3种群体感应抑制剂和磺胺的联合毒性分别表现为相加和拮抗。同时根据不同的联合毒性效应,以药物和蛋白分子的对接结合能(Ebinding)作为结构参数分别构建了联合毒性的QSAR模型,并分析了不同毒性效应下混合物中各组分的相互作用关系。结果表明,无论是相加还是拮抗,在二元混合体系中磺胺与其靶蛋白DHPS的有效结合浓度总是高于群体感应抑制剂与Lux S的有效结合浓度;但当产生拮抗作用时,磺胺与DHPS的有效结合浓度相对较低,推测可能是群体感应抑制剂的存在使得磺胺由分子态变为离子态,从而使其难以穿过细胞壁与DHPS结合导致的。本研究为建立和分析联合毒性的QSAR模型提供了一定的理论基础。     

群体感应抑制剂与磺胺甲恶唑、盐酸强力霉素对大肠杆菌的联合毒性及其机制初探

群体感应抑制剂(QSIs)具有不会产生抗药性的特点,从而被作为抗生素的可能替代品,具有广阔的应用前景,因此其存在着与传统抗生素环境联合暴露的可能,但是目前尚缺乏相关联合效应的研究。本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为受试生物,测定了7种QSIs(DL-焦谷氨酸、N-乙烯基吡咯烷酮、呋喃酮乙酸酯、2-甲基四氢呋喃-3-酮、3,4-二溴-2(5H)-呋喃酮、(R)-3-吡咯烷醇、D-脯氨醇)分别与磺胺甲恶唑(SMX)和盐酸强力霉素(DH)的二元联合毒性,并初步探讨了它们的联合作用机制。根据结果分析,前5种QSIs作用于AI-2类信号分子介导的群体感应系统,与AI-2类信号分子竞争结合Lsr B蛋白,此通路与SMX、DH的作用通路互不影响,因此联合效应为相加;后2种QSIs作用于AI-1类信号分子介导的群体感应系统,与AI-1类信号分子竞争结合Sdi A蛋白,而SMX、DH的作用可能刺激Sdi A蛋白的表达,从而需要消耗更多的QSIs与Sdi A结合,因而联合效应为拮抗。本实验研究可为传统抗生素与QSIs联合暴露的生态风险评价提供一定理论基础。     

磺胺甲恶唑胁迫下人工湿地植物与根际微生物的响应

为探究磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)胁迫下人工湿地植物与根际微生物的响应机制,对不同浓度SMX在5种植物与根际微生物联合修复中的去除效率进行表征;依据SMX的去除效率,对唐菖蒲和风车草的根系活力、活性氧与抗氧化系统进行研究,同步分析其根际微生物群落在SMX和温度胁迫下的响应特征。结果表明：5种人工湿地植物与根际微生物联合修复中,唐菖蒲、风车草对SMX的去除率较高,平均值分别为40.38%、44.70%。当SMX浓度超过30 mg/L时,与0 mg/L时相比较,唐菖蒲、风车草的根系活力受到抑制,分别下降了69.77%、67.26%;随着SMX浓度的升高,唐菖蒲和风车草的活性氧含量分别增加了69.08%、72.67%,抗氧化酶活性降低了19.32%、24.83%;与常温条件（20～25℃）相比,低温条件下（4～12℃）下唐菖蒲、风车草的活性氧含量分别增加了2.26%、1.98%,抗氧化酶活性降低了47.72%、44.42%。高通量测序技术对根际微生物群落的测定结果表明,高浓度SMX对植物根际微生物群落多样性与物种丰富度有抑制作用,利用PICRUSt功能预测软件对微生...     

水体中磺胺嘧啶对斑马鱼的生态毒性效应

选取在水产养殖过程中广泛使用的磺胺类抗生素磺胺嘧啶对斑马鱼胚胎进行毒性试验,依据水环境磺胺类药物的检出水平,研究了低质量浓度(0.001 mg/L、0.1 mg/L、10 mg/L)磺胺嘧啶对斑马鱼早期发育的毒性效应。在磺胺嘧啶暴露过程中,以孵化的斑马鱼胚胎为试验模型,设置空白对照组和药物组,观察记录孵化率、死亡率、发育畸形、心率和自主运动次数。在标准条件下将斑马鱼胚胎置于培养皿,对其进行96 hpf的磺胺嘧啶暴露处理,分别在第8 h、24 h、48 h、96 h观察所得的毒理学终点。结果表明,低质量浓度的磺胺嘧啶对斑马鱼胚胎的孵化、心率和自主运动产生了不利的影响,且孵化率、致死率、致畸率、心率和自主运动等指标呈现剂量依赖性。低质量浓度的磺胺嘧啶暴露,可显著促进斑马鱼的自主运动(p0.001),增大斑马鱼的心率(p0.001),未见斑马鱼心脏组织异常。斑马鱼胚胎在药物暴露处理过程中,均产生畸形效应,主要表现为出血、凝血、尾部弯曲、心包水肿和鳔缺失。这些现象表明,水体中抗生素残留存在潜在生态风险,抗生素的生态风险问题不容忽视,并证明了利用斑马鱼建立简便、准确、直观、快速的检测模型和检测方法的可行性。