富油微藻-真菌共培养资源化处理模拟畜禽养殖废水的效能研究

为探究富油微藻-真菌共培养处理畜禽养殖废水的可行性,构建小球藻(Chlorella vulgaris)和米曲霉菌(Aspergillus oryzae)的共培养体系,通过调节不同比例的微藻真菌初始接种量,对模拟畜禽养殖废水污染物去除、藻菌结合与采收、生物质干质量与生化组分以及生物柴油生产能力进行系统研究.结果表明：(1)C. vulgaris和A. oryzae在废水处理过程中具有协同效应,与C. vulgaris单独处理相比,共培养更有利于污染物的去除.最优藻菌接种比例为25∶1,TN、NH₄⁺-N、TP、COD和Cu(Ⅱ)的去除率分别达72.51%、71.19%、92.23%、91.47%和90.38%.藻菌共培养对3种磺胺类药物(SAs)也具有显著的生物去除效果,磺胺二甲嘧啶(SMZ)、磺胺甲恶唑(SMX)和磺胺间甲氧嘧啶(SMM)的去除率分别达57.61%、58.31%和50.48%.(2)丝状真菌易于与微藻形成球状体,在菌丝强力支撑作用下,C. vulgaris在废水中呈现悬浮状态,提高污染物的去除率,并实现对微藻的高效采收,最高采...     

水中磺胺类药物的氧化降解、反应途径及其产物毒性研究进展

磺胺类药物(SAs)是目前最常见的抗菌类抗生素之一,已在污水处理厂出水和自然水环境等检出,对水生动植物、微生物与人体健康产生潜在危害。但是目前水中微量SAs采用常规生物法降解处理效果并不显著。氧化法作为有效去除水体中SAs的方法之一,是水处理的研究热点。针对水中磺胺类抗生素的药效机理和危害,系统综述了水中磺胺类抗生素的氧化降解的研究进展,阐明了不同氧化方法、反应途径与产物毒性之间的内在联系。同时指出了高级氧化方法在加速磺胺类抗生素去除转化方面效果更好,而直接氧化在减少高毒性中间产物累积和减少抗生素抗性基因方面更具有优势。因此,开发高效的氧化方法需要密切关注磺胺类抗生素中间产物的累积和抗生素的耐药性。     

过氧乙酸氧化磺胺甲恶唑及磺胺类药物：反应动力学和机理

磺胺类抗生素的大量使用和持续排放导致的水环境污染问题已经引起了国内外的广泛关注.因此,开发一种高效、低成本处理水中磺胺类药物抗生素的方法具有重要意义.本文考察了过氧乙酸（PAA）氧化磺胺类药物的性能,研究了PAA与磺胺甲恶唑（SMX）反应的动力学,阐明了SMX的降解途径.结果表明：在pH=7条件下,10 mmol·L^-1 PAA可在240 min内完全降解20 μmol·L^-1的SMX,该反应速率常数k值为0.018 min^-1,是过氧化氢的360倍;相对于分子态的SMX,以阴离子形式存在的SMX（SMX^-）更容易被PAA氧化;增加PAA浓度可有效促进SMX的 氧化降解;加入过量甲醇（甲醇与PAA的浓度比分别为20和100）,SMX的降解率未明显降低,表明SMZ的降解主要是PAA氧化所致,自由基在其中的贡献很小.通过液相色谱-质谱联用技术对SMZ的降解产物进行分析,发现PAA氧化SMX的位点为SMX分子中苯环上的氨基和五环杂环上的甲基;PAA氧化也对其它的磺胺类药物有效,如磺胺二甲恶唑（SMOX）、磺胺噻唑（STZ）、磺胺吡啶（SPY）和磺胺甲基嘧啶（SMR）. Br^-的存在促进了PAA对SMX的氧化, I^-存在下在反应初期加快了SMX的氧化降解,而HCO₃^-、Cl^-和腐殖酸的存在则显示出抑制效果.同时, 在实际环境水样（南湖水和长江水）中,PAA依然能有效氧化降解SMX,表明PAA具有应用于天然水体中磺胺类药物的氧化消除的潜力.     

漓江流域桂林市区段有机磷农药和磺胺类抗生素的复合污染及其生态风险

为研究漓江流域桂林市区段的有机磷农药(OPs)和磺胺类抗生素(SAs)残留量和生态风险,在平水期、枯水期和丰水期采集流域水样,采用超高效液相色谱三重四级杆质谱联用仪对水样中目标污染物进行分析. 结果表明:①漓江流域桂林市区段水体检出敌百虫(TRC)、毒死蜱(CHP)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲嘧啶(SM2)和磺胺甲恶唑(SMZ),浓度分别为nd~17.2、nd~2.32、0.05~20.6、0.07~15.37和0.87~17.48 ng/L (nd为未检出). ②SAs和OPs残留量随时间呈规律性变化,SAs浓度表现为丰水期>平水期>枯水期,OPs浓度表现为枯水期>平水期>丰水期. ③使用蛋白核小球藻对单一及其混合物进行毒性试验,得出OPs和SAs五元混合物对蛋白核小球藻的联合毒性在低于5%和19%~21%效应范围内呈现加和作用,5%~19%效应范围呈现协同作用,21%~26%效应范围内呈现拮抗作用,混合物在环境中检出最高浓度时对蛋白核小球藻的毒性产生加和作用. ④基于整体混合物风险熵的风险评估结果,漓江流域桂林市区段OPs和SAs混合污染对蛋白核小球藻产生中等生态风险;而基于单一污染物风险熵计算的混合物风险熵结果,OPs和SAs混合污染对蛋白核小球藻无生态风险,低估了混合污染物实际风险. 研究显示,不同方式获得的污染物预测无效应浓度对风险评估结果产生明显差异.      

华东地区某饮用水源地中磺胺类抗性基因的分布特征

饮用水源中检测到的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)对饮用水质安全和人体健康产生的潜在威胁受到广泛关注.在掌握了华东地区某饮用水源地13种磺胺类抗生素的污染特征基础上,进一步采用定性PCR和荧光定量PCR解析该饮用水源水和底泥中磺胺类ARGs(sul1、sul2)以及抗性基因可转移元件Ⅰ型整合酶基因(int I1)的分布特征.结果表明,3种基因在该饮用水源水和底泥中均100%检出,sul1基因是该饮用水源地中检出含量最高的磺胺类ARGs,在水源水中含量范围为1.5×104~6.4×105copies·mL~(-1),底泥中则高达1.6×108copies·g~(-1),较sul2、int I1基因分别高0.6~2.2、0.5~1.9个数量级.sul1、sul2和int I1基因在该水源地入水口和出水口处的绝对含量无显著差别,而在底泥中sul1、sul2和int I1基因的绝对含量则是出水口高于入水口.sul1在夏季水源地出水口的检出含量最高,为6.4×105copies·mL~(-1);int I1基因在冬季的检出含量高于其他季节.sul1基因与13种磺胺类抗生素具有相关性(r=0.69,P0.05),其中与磺胺甲唑的含量显著相关(r=0.79,P0.01);int I1与sul1、sul2的相对含量之间也存在正相关关系(r为0.80和0.73,P0.05),这表明int I1在磺胺类ARGs的水平转移过程中起到了重要作用.本研究为典型饮用水源地中ARGs的污染现状提供基础数据,也为管控饮用水环境的抗性基因污染和制定管理决策提供依据.     

两种介体物质在漆酶降解磺胺类抗生素中的作用

通过比较两种介体物质丁香醛(SA)和1-羟基苯并三氮唑(HBT)对漆酶降解5种典型磺胺类抗生素的影响,考察了介体的起始浓度、pH值、反应温度、漆酶起始浓度等因子的影响,得到介体SA对漆酶催化降解磺胺类抗生素的效果更好.在漆酶+SA反应体系中,反应体系pH值为5~6,反应温度为30℃,SA起始浓度为0.5mmol/L,漆酶起始浓度为0.5mg/mL时,漆酶对5种磺胺类抗生素的降解效果最佳,降解去除率在15min时达到75%左右,1h内均达到97%以上. 本研究表明,适当的介体物质可大大提升漆酶对磺胺类抗生素的降解效果.漆酶在介体物质的作用下对抗生素类污染物的生态净化具有良好的应用潜力.     

磺胺类抗生素与群体感应抑制剂对发光菌的联合毒性及其机制初探

以Vibrio fischeri为模式生物,3类群体感应抑制剂(呋喃酮、吡咯酮和吡咯)与典型磺胺类抗生素为研究对象,测定了群体感应抑制剂与磺胺类抗生素联合急性毒性效应,通过群体感应抑制剂与信号分子竞争结合LuxR的实验和结合能Ebinding的测定,初步探讨了其联合毒性作用机制.结果显示,呋喃酮类化合物与磺胺类抗生素的二元等毒性比下的联合效应表现为协同与加和,吡咯酮类、吡咯类化合物与磺胺类抗生素的二元等毒性比下的联合效应分别表现为加和与拮抗;它们与LuxR的竞争结合力的差异,可能是它们与磺胺类抗生素等毒性比下的联合效应不同的原因.     

水体中3种磺胺类药物对斑马鱼的生态毒性效应

采用斑马鱼作为模式动物,针对斑马鱼的代谢能力,进行3种磺胺类药物(磺胺甲恶唑,磺胺嘧啶,磺胺二甲嘧啶)的暴露实验。实验选取谷胱甘肽s-转移酶(GST)和丙二醛(MDA)含量作为评判斑马鱼代谢能力的指标。在实验过程中,随着暴露时间的改变,GST活性和MDA含量都呈现出不同的变化。在实验前3 d,GST酶活性在不同浓度下都呈现出显著增长。但是MDA的含量在第1天达到顶峰,随后都呈现出下降趋势。由结果可得,MDA含量指标对磺胺类药物的毒性更加敏感,其指示作用更优于GST活性指标。同时,实验结果中可以看出,在磺胺嘧啶作用下的GST酶活性和MDA含量都呈现更加明显的变化,因此实验推断磺胺嘧啶会对水环境具有更潜在的危害。     

磺胺类抗生素对斜生栅藻的协同和拮抗作用研究

环境中抗生素复合污染产生的毒性效应具有潜在风险。为系统考察磺胺类抗生素(SAs)混合物的联合毒性效应,以环境中常见的磺胺吡啶(SPY)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲嘧啶(SM2)、磺胺甲氧哒嗪(SMP)、磺胺甲恶唑(SMZ)和磺胺喹噁啉(SQ) 6种SAs及其二元混合物体系(共75条混合物射线)为研究对象,利用96孔微板测定6种SAs及其二元混合物对斜生栅藻(So)的生长抑制毒性,通过浓度加和(CA)、独立作用(IA)模型和模型偏移率(MDR)分析混合物的联合毒性及毒性相互作用。结果表明,6种SAs及其混合物射线对So在96 h呈现明显的毒性,但不同SAs的毒性大小不同,以半数效应浓度的负对数(pEC₅₀)为毒性大小指标,6种SAs的毒性大小顺序为：SQ(pEC₅₀=5.311)>SPY(pEC₅₀=3.757)≈SMZ(pEC₅₀=3.749)>SMP(pEC₅₀=3.680)>SM2(pEC₅₀=3.090)>SMR(pEC...     

菜地土壤中磺胺类和四环素类抗生素污染特征研究

利用超声波提取固相萃取高效液相色谱紫外检测器,分析了广州、深圳等地菜地土壤中3种四环素类(TCs)和6种磺胺类(SAs)抗生素的污染特征.结果表明,四环素类单个化合物检出率为19.35%～96.77%,平均含量为9.6～44.1 μg/kg,总含量(∑TCs)在ND～242.6 μg/kg之间,平均为84.8 μg/kg,以四环素为主;磺胺类单个化合物检出率为25.81%～93.50%,平均含量为4.9～51.4 μg/kg,总含量(∑SAs)在33.3～321.4 μg/kg之间,平均为121 μg/kg,以磺胺甲唑、磺胺5甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶为主.菜地土壤中抗生素的含量与国外的相当,但检出率较高.不同蔬菜基地土壤中∑TCs和∑SAs的高低次序均为养殖场菜地>无公害蔬菜基地>普通蔬菜基地>绿色蔬菜基地.同一蔬菜基地种植不同蔬菜的土壤中抗生素的种类与含量有较大差异.菜地土壤的抗生素污染问题应引起关注.