诺氟沙星对海月水母螅状体Hsp70基因、GTP结合蛋白基因和氧化应激蛋白基因表达的影响

诺氟沙星(norfloxacin,NFLX)广泛应用于水产养殖中的鱼类细菌性疾病治疗。为探讨诺氟沙星对海洋生物的毒性作用,选择海月水母螅状体为受试生物,考察了不同浓度诺氟沙星和不同暴露时间对GTP结合蛋白(GTP binding protein)、氧化应激蛋白(oxidative stress protein)和热休克70 k Da蛋白(heat shock 70 k Da protein,Hsp70)表达量的影响。结果表明,NFLX对海月水母螅状体的48 h的半致死浓度(48 h-LC_(50))是415.1 mg·L~(-1),NFLX对海月水母螅状体的毒性属于低毒。随着NFLX浓度的升高和培养时间的延长,Hsp70基因在第7天浓度300 mg·L~(-1)时表达量受到显著性诱导(P0.05),较对照组升高9.1倍;GTP结合蛋白基因和氧化应激蛋白基因的表达量都呈现先急剧升高后降低的趋势。2个基因均在第1天受到显著性诱导(P0.05),分别在NFLX浓度100 mg·L~(-1)和300 mg·L~(-1)时表达量达到最大值,较对照组升高10.15倍和50.5倍。Hsp70基因、GTP结合蛋白基因和氧化应激蛋白基因在实验期间都对NFLX表现出较好的响应。     

Effects of bile salts and divalent cations on the adsorption of norfloxacin by agricultural soils

The effects of bile salts （sodium cholate and sodium deoxycholate, 0-20 mmol/L）, divalent cations （Ca^2＋, Mg^2＋, Cu^2＋ and Zn^2＋, 0-20 mmol/L） or pH （3.0-10.0） on the adsorption of norfloxacin by three selected soils （Paddy_H, Paddy_G and Red_J） were systematically studied. Soil adsorption of norfloxacin follows a pseudo second-order kinetics model, and the maximum adsorption capacity has been determined from the nonlinear fit of the Langmuir isotherm model to be 88.8, 88.1 and 63.0 μmol/g for the adsorption onto Paddy_H, Paddy_G and Red_J, respectively. The results indicate that norfloxacin has a high adsorption affinity for the agricultural soils tested and that the organic content of these soils have at least a slight influence on this adsorption. The adsorption of norfloxacin to soils was strongly dependent on pH and exhibited a maximum at approximately pH 6. The presence of divalent cations prominently suppressed the adsorption of norfloxacin by paddy soils, which followed an order of Cu^2＋ 〉 Mg^2＋ 〉 Ca^2＋ 〉 Zn^2＋, and by red soil, which followed an order of Cu^2＋ 〉 Zn^2＋ 〉 Ca^2＋ 〉 Mg^2＋. The adsorption of norfloxacin （by the soils studied） sharply decreased as the amount of bile salts was increased. For uncharged norfloxacin at environmentally relevant pH values, such factors as soil type, exogenous divalent cations and macromolecules significantly altered the environmental fate and transport of norfloxacin between aquatic and soil interfaces.     

诺氟沙星对地下水中反硝化过程的影响:反硝化酶活性的证据

为探究不同初始浓度诺氟沙星对地下水反硝化过程中NO₃^--N和NO₂^--N降解的影响,选取以乙酸钠为电子供体,硝酸盐为电子受体驯化的反硝化细菌进行厌氧反硝化批实验研究,从反硝化细菌生长特性和反硝化酶活性等方面揭示诺氟沙星对反硝化过程的影响机制.结果表明,浓度为10 μg·L^-1和100 μg·L^-1的诺氟沙星对反硝化细菌的生长及NO₃^--N降解均有抑制作用,100 μg·L^-1诺氟沙星对NO₃^--N降解的抑制程度更大,抑制率为77.3%;且100 μg·L^-1诺氟沙星减少了NO₂^--N积累,最大积累量降低了67.9%.诺氟沙星初始浓度大于10 μg·L^-1时抑制了硝酸盐还原酶活性,在此过程中,亚硝酸盐还原酶活性在一定程度上有所增强.反硝化酶活性与NO₃^--N及NO₂^--N降解规律相符.因此,诺氟沙星对反硝化酶活性的控制作用是其影响反硝化过程的主要原因.     

诺氟沙星在4种土壤中的吸附-解吸特征

采用批平衡吸附试验,研究了诺氟沙星在河南封丘潮土、江西鹰潭红壤、苏南常熟水稻土和南京黄棕壤等4种土壤中的吸附行为.结果表明,诺氟沙星的土壤吸附-解吸不同程度地偏离线性模型,但均可用Freundlich模型和Langmuir模型进行良好的线性拟合.其K_f值变化较大,分别为潮土82.0 L/kg、黄棕壤432 L/kg、水稻土5 677 L/kg和红壤8 790 L/kg,显示诺氟沙星在4种土壤中的吸附行为存在较大的差异.此外,诺氟沙星在4种土壤上的解吸过程存在滞后现象.其中,诺氟沙星在红壤中的滞后现象明显与其他3种土壤不同,其滞后系数至少大5倍以上.研究表明4种土壤中诺氟沙星的吸附参数K_f值与土壤pH呈极显著负相关,与土壤溶液中诺氟沙星阳离子形态比例则呈极显著正相关.在不同pH（5～9）下,红壤和水稻土的诺氟沙星吸附参数lgK_d随pH的升高先增加而后降低,黄棕壤和潮土中则不同程度地线性下降.可见,阳离子吸附可能是诺氟沙星土壤吸附的重要机理,而低pH下红壤和水稻土中诺氟沙星的吸附是阳离子吸附和土壤溶液共存阳离子竞争性吸附共同作用的结果.     

不同黏土对盐酸环丙沙星和诺氟沙星的吸附特性

研究了不同振荡时间、溶液pH和金属离子浓度条件下,蒙脱土和硅藻土对水溶液中盐酸环丙沙星和诺氟沙星的吸附特性及其吸附动力学。结果表明,蒙脱土和硅藻土对抗生素的吸附均在4 h达到吸附平衡;强酸、强碱均有利于蒙脱土对盐酸环丙沙星的吸附,中性和碱性不利于蒙脱土对诺氟沙星的吸附;pH的升高不利于硅藻土对盐酸环丙沙星的吸附,强酸、强碱条件有利于硅藻土对诺氟沙星的吸附。pH≤6时,Na+和K+对吸附效果影响不大;pH=10时,Na+和K+显著降低2种吸附剂对抗生素的去除率。Ni2+有利于蒙脱土吸附盐酸环丙沙星,但不利于吸附诺氟沙星,不利于硅藻土在中性条件对抗生素的吸附。由吸附动力学可知,2种吸附剂对抗生素的吸附过程均符合准二级动力学模型。     

诺氟沙星对生物转盘反应器处理污染河水性能的影响

诺氟沙星作为一种常用的氟喹诺酮类抗生素,普遍存在于自然水体中,其输入会刺激水环境进而影响受污染水体的处理效果.为了探究诺氟沙星对反应器处理污染河水性能的影响,向反应器中投加不同浓度的诺氟沙星,研究反应器中NH~+_4-N、TN、TP和COD_(Mn)去除率及生物膜特性的变化.结果表明,不同浓度的诺氟沙星对反应器中污染物去除率的影响不同.诺氟沙星浓度为0.05μg·L~(-1)时,对NH~+_4-N、TN去除率的影响表现为先促进后抑制;随着诺氟沙星浓度的持续增加,对NH~+_4-N、TN去除率的影响更加显著(p0.05).反应器TP的去除率随诺氟沙星添加浓度的不断增加而明显降低,且添加浓度越高下降趋势越明显(p0.05).而诺氟沙星的存在对COD_(Mn)去除没有明显作用(p0.05).诺氟沙星的添加使生物膜VSS/TSS、TTC-脱氢酶活性降低,同时,微生物为进行自我保护分泌了大量EPS从而增加了蛋白和多糖含量.诺氟沙星的存在改变了生物膜EPS化学组分及化学含量,并且降低了生物膜物种多样性和丰富度.     

根表铁氧化物胶膜对水稻吸收诺氟沙星的影响

采用水培法研究了水稻根表铁氧化物胶膜对水稻吸收诺氟沙星的影响.结果表明,水稻根表的铁氧化物胶膜生成量随溶液中Fe2+质量浓度的增加而增加.营养液中添加诺氟沙星之后,根表铁膜量不同程度地降低,且随着添加诺氟沙星质量浓度的增加铁膜减少量有所增加.根表诺氟沙星含量与根表铁膜含量具有相关性,且相关性系数为0.959(诺氟沙星=10 mg·L-1)和0.987(诺氟沙星=50 mg·L-1),根内诺氟沙星含量以及地上部诺氟沙星含量,与根表铁膜含量没有显著相关性.添加不同质量浓度的诺氟沙星,水稻根表、根内以及地上部所含诺氟沙星的质量分数:水稻根表为87.7%~97.6%,根内为0.8%~4.8%,地上部为1.5%~7.5%,根表诺氟沙星远远大于根内以及地上部的诺氟沙星含量.因此,水稻根表形成的铁氧化物胶膜在一定程度上是一个诺氟沙星富集库,但是并没有对诺氟沙星迁移到水稻根内和地上部起到明显的促进或抑制作用.     

高藻饮用水系统中羟基自由基降解诺氟沙星

在厦门翔安水厂12000t/d常规饮用水处理工艺的基础上建立了"混凝沉淀-砂滤-·OH/NaClO氧化降解抗生素及消毒-清水池"的处理系统,在九龙江流域高藻爆发期完成了工程化试验.结果表明,当砂滤出水总藻密度为2.04x10³cells/mL时,注入相同氧化剂剂量0.5mg/L处理20s后,·OH将56ng/L的诺氟沙星降解至未检出,而NaClO仅降解至54ng/L.·OH在氧化降解抗生素的同时能杀灭全部藻细胞.根据HPLC-MS/MS检测到的降解中间产物分析,·OH氧化降解诺氟沙星通过进攻哌嗪环、萘啶环和氟原子破坏药效团,直至矿化为CO₂和H₂O.·OH消毒后不产生消毒副产物,检测的106项指标均达到国家《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）,为我国高藻饮用水中抗生素的安全处理提供技术支撑.     

纳米Fe3O4/H2O2降解诺氟沙星

采用纳米Fe3O4催化H2O2氧化降解水环境中的诺氟沙星.考察了溶液酸度、温度、催化剂和H2O2浓度对诺氟沙星降解的影响,对比不同底物在Fe3O4/H2O2体系中的降解情况,并进一步探讨了其反应机制.结果表明,溶液酸度显著影响诺氟沙星的降解率,在酸性条件下（pH=3.5）诺氟沙星的降解效率最高.诺氟沙星的降解率随纳米F...     

臭氧氧化降解给水系统中诺氟沙星的实验研究

采用臭氧氧化技术处理给水系统中难降解的诺氟沙星(NOR),考察了NOR臭氧氧化的影响因素,得出最佳的处理条件:初始pH为8,臭氧投加量为5 mg/L,反应90 min后去除效率达31.02%,较常规处理大大提高,同时还对反应机理进行了初步探索,研究表明,NOR经臭氧氧化后生成多种小分子物质。