贵阳城市污水及南明河中氯霉素和四环素类抗生素的特征

采用固相萃取-高效液相色谱（UV检测）分析了贵阳城市污水、南明河水和沉积物中氯霉素和四环素类抗生素的特征.结果显示,南北两岸污水中氯霉素、土霉素、四环素和金霉素的平均含量分别为27.0、 2.3、 11.0、 1.1 μg·L^-1和21.2、 2.1、 9.5、 0.5 μg·L^-1,其中以氯霉素的污染为主;污水中抗生素的含量呈现明显的季节变化,这与用水量和疾病特点有关.南明河已广泛受到包括农业、养鱼塘、城市污水等来源的抗生素污染,其中城市污水是最重要的来源,受其影响,污水口下游的抗生素污染尤为严重.河水中氯霉素、土霉素和四环素在冬季的含量范围分别在2.1～19.0、ND～3.0、 0.8～6.8 μg·L^-1之间,夏季分别在0.2～1.3、ND～0.03、 0.2～0.3 μg·L^-1之间,金霉素只在冬季检出,含量范围在0.09～0.14 μg·L^-1之间;沉积物中4种抗生素在冬季的平均含量分别为147.6、 76.6、 99.2和1.6 μg·kg^-1;在夏季分别为195.8、 89.1、 34.4和9.0 μg·kg^-1.数据表明,河水中抗生素的含量受河水流量及来源特点的影响很大,冬季河水中抗生素的含量明显高于夏季;沉积物中抗生素的季节变化不明显.     

城市河道再生水特征水质因子空间变异机制分析

受城市污水处理厂处理工艺的限制和水源来源复杂等因素限制,再生水中富含的无机氮和痕量持久性有机物在河湖补给过程中通过侧向渗漏或生物累积的方式造成潜在人体健康风险.探究再生水补给河道不同类型再生水特征水质因子空间变异规律及其成因对于河湖管理具有重要意义.以北运河京津冀段为研究区域,借助于聚类、判别、主成分和方差分解等方法探...     

制药废水中头孢类抗生素残留检测方法及环境风险评估

基于固相萃取-超高效液相色谱-两级串联质谱(SPE-UPLC/MS/MS)技术,建立了制药废水中头孢克洛、头孢曲松、头孢氨苄、头孢噻肟、头孢唑啉、头孢呋辛、头孢西丁、头孢噻吩和头孢拉定共9种头孢类抗生素的测试方法,定量限为27.5~131.8ng/L,目标物回收率为72.8%~102.2%;利用该技术,检测某采用两级生物氧化工艺的制药废水处理厂各级单元出水,共检测出头孢曲松、头孢唑啉、头孢噻肟和头孢呋辛4种头孢类抗生素,其在进水中平均浓度分别为7.6,12.9,5.6,91.6μg/L,在一级氧化出水中平均浓度分别为4.2,5.2,2.2,37.4μg/L,在二级氧化出水中平均浓度分别为2.0,2.7,0.6,24.4μg/L;风险商值法评估制药废水出水中残留的头孢曲松、头孢唑啉、头孢噻肟和头孢呋辛的环境风险均为高风险等级.     

Determination of minimum inhibitory concentration and half maximal inhibitory concentration of antibiotics and their degradation products to assess the eco-toxicological potential

Abstract

Numerous studies have been reported on today’s ubiquitous presence of antibiotics in surface waters causing the emergence of multidrug-resistant bacteria. Advanced water treatment procedures aim at the complete prevention and elimination of antibiotics from entering natural water bodies. In this study, photoinduced degradation processes using UVC-irradiation were applied toward selected fluoroquinolone, tetracycline, macrolide, and sulfonamide antibiotics. Photodegradation products were elucidated using high-performance liquid chromatography coupled with mass spectrometry (HPLC-MS). Rate constants and quantum efficiencies were determined for the active substances and their photo-transformation products. As a measure of ecotoxicity, minimum inhibitory and half-maximal inhibitory concentrations were determined against the Gram-negative bacterium Pseudomonas fluorescens and the Gram-positive Bacillus subtilis in a standard assay format. These values were further recorded as a function of UV exposure time. The irradiation time-dependent increase of minimum inhibitory concentration (MIC) values agreed well with the kinetic models. After 10?min of irradiation, the compound solutions ceased to inhibit bacterial cell growth, indicating removal of the pharmaceutical activity. These findings were found in agreement with quantitative structure–activity relationship analysis. The combination of microbiological activity testing, molecular structure analysis, chemical kinetic investigation, and quantitative structure–activity relationship models proved to be able to predict irradiation times and evaluate potential ecotoxicological hazard of the irradiated drugs.     

3种氨基糖苷类抗生素对水生生物的时间依赖联合毒性作用比较

以3种氨基糖苷类(AG)抗生素:硫酸安普霉素(APR)、双氢链霉素(DIH)和硫酸链霉素(STS)为研究对象,以生态系统中2类重要的水生生物分解者如青海弧菌(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67,Q67)和生产者蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,CP)为受试生物,运用均匀设计射线法设计抗生素三元混合物体系,共5条具有不同浓度配比的射线,应用已建立的分别基于Q67和CP的时间毒性微板分析法系统测试抗生素及其三元混合物射线对Q67和CP在不同暴露时间的毒性。对于Q67和CP,暴露时间分别为0.25、2、4、8、12 h和12、24、48、72、96 h。应用浓度加和(CA)模型分析混合物在不同暴露时间的毒性相互作用。结果表明:APR、DIH和STS及其5条混合物射线对2种指示生物的毒性均具有明显的时间依赖性,且Q67对AG抗生素及其混合物射线的响应比CP的灵敏;以半数效应浓度的负对数p EC50值为毒性大小指标,3种抗生素对2种指示生物的毒性大小顺序随暴露时间的变化而变化,3种AG抗生素对Q67和CP分别在12 h和96 h的毒性大小顺序均为STSDIHAPR;5条具有不同浓度配比的混合物射线对Q67在不同暴露时间的毒性均呈加和作用,但对CP的毒性既有加和作用也有拮抗作用,且拮抗作用随暴露时间和组分浓度配比的变化而变化,表明AG抗生素毒性的联合毒性作用与暴露生物、暴露时间以及混合物组分的浓度配比等有关。     

河水-地下水交互带沉积物中抗生素和代谢产物提取方法优化及其分布特征

河水-地下水交互带是污染物发生富集、降解和转化等生物地球化学过程的重要场所.抗生素作为一类广泛关注的有机污染物,探索其在交互带中的分布特征对认识特殊生境下污染物迁移转化过程具有重要意义.由于交互带氧化还原条件变化敏感,沉积物组成特殊,建立了一种有效提取交互带中22种抗生素及4种磺胺类代谢产物的前处理方法,并对样品初始状态、提取温度、提取液pH值以及有机提取溶剂进行了优化.同时对汉江下游河水-地下水交互带沉积物中的抗生素含量进行分析,结果表明,采用pH=3的乙腈/乙二胺四乙酸二钠（Na₂EDTA）-Mcllvaine缓冲液（1 ：1,体积比）对未经氧化的沉积物原样在40℃条件下进行3次微波提取,目标抗生素的回收效果最好.汉江下游交互带沉积物中共检出11种抗生素,其中以土霉素（OTC）和氧氟沙星（OFL）为主,最高检出含量分别为6.77 ng ·g^-1和5.81 ng ·g^-1.不同交互剖面中抗生素含量的垂向分布差异较大,主要与沉积物岩性、抗生素理化性质和地表水-地下水交互作用等影响因素有关.     

抗生素对微生物的联合与低剂量毒性研究进展

目前抗生素已成为一类不可忽视的环境污染物,它在环境中呈"混合-持久-低剂量"的暴露特征。因此,研究抗生素毒性效应,特别是它的联合毒性以及低剂量下毒性兴奋效应,对抗生素污染物生态风险的评价极其重要。以抗生素联合毒性的研究进展为主线,重点概述了抗生素二元混合物的急性和慢性联合毒性研究,指出了抗生素混合物间存在相互作用,它们的联合毒性并非表现为简单的加和或独立效应,且抗生素急性-慢性联合表现出的毒性效应也存在差异;发现了不仅单一抗生素具有Hormesis效应,低剂量抗生素二元混合物也具有Hormesis作用。但目前低剂量抗生素二元混合物对微生物的毒性兴奋效应研究较少,其毒性兴奋效应的预测和评价还有待进一步完善,以期为环境中抗生素的联合生态研究和风险评价提供理论依据。     

抗生素抗性基因(ARGs)——一种新型环境污染物

抗生素的环境污染与生态毒性近年来引起了日益广泛的关注.水产养殖和畜牧业抗生素长期滥用的直接后果,很可能诱导动物体内抗生素抗性基因,经排泄后将对养殖区域及其周边环境造成潜在基因污染.抗性基因还极有可能在环境中传播、扩散.对公共健康和食品、饮用水安全构成威胁.为此,提出了将抗生素抗性基因作为一类新型环境污染物,对该类污染物在环境中的来源、潜在的传播途径以及国内外相关研究进展进行综述,指出了当前形势下我国开展环境中抗生素抗性基因污染研究的必要性,建议尽快从国家层面上系统进行抗生素抗性基因的环境污染机理与控制对策研究.     

高效液相色谱法测定畜禽废物中磺胺类、喹诺酮类抗生素

建立了一种荧光和紫外检测器串联同时测定磺胺类（磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲嗯唑）和喹诺酮类（诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星）抗生素的高效液相色谱法．4种磺胺类、3种喹诺酮类抗生素分别在0．50—10．0μg·mL一、0．01—0．50μg·mL。范围内线性良好,相关系数R^2〉0．99．确定了最佳提...     

北京蔬菜地土壤中抗生素抗性基因与可移动元件的分布特征

为揭示北京地区蔬菜土壤中抗生素抗性基因与可移动元件的分布特征应用高通量荧光定量PCR方法(HT-qPCR),选取北京3个区5个蔬菜基地进行调查研究.在蔬菜基地土壤中共检测到92～121种抗生素抗性基因,4～6种可移动元件,抗生素抗性基因及可移动元件按区分开.各蔬菜基地中共有且丰度较高的抗生素抗性基因型为:多重耐药类oprD、acrA-04和acrA-05,大环内酯类-林肯酰胺类-链阳性菌素B类抗生素抗性基因(MLSB)酰胺酶类fox5,万古霉素类vanC-03;共有可移动元件为intI1.蔬菜基地土壤中共检测到7种抗生素,含量较高的抗生素种类为恩诺沙星(ENR)、诺氟沙星(NOR)、土霉素(OTC)、磺胺甲噁唑(SMX).顺义区S1与S2蔬菜基地土壤中抗生素的种类与丰度均最高,依次是通州区T蔬菜基地、昌平区C2与C1蔬菜基地.相关性分析表明,蔬菜基地土壤中抗生素抗性基因丰度与抗生素丰度存在显著正相关(P 0.05).研究结果可为后续控制抗生素抗性基因的传播提供基础理论数据.