抗生素在土壤中的残留分析研究进展

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环境中抗生素残留潜在风险及其研究进展_王冰

环境中抗生素残留潜在风险及其研究进展_王冰

第30卷第3期2007年3月环境科学与技术环境中抗生素残留潜在风险及其研究进展王冰1,孙成1*,胡冠九2(1.南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210093;2.江苏省环境监测中心,南京210036)摘要:抗生素是一类目前在各国广泛应用的药物,主要通过粪便散布于环境中。

在一些国家的河流和湖泊已经检测到了不同种类的抗生素,其在环境中的残留引起了研究者的关注。

文章就抗生素的生产和使用、环境中抗生素的暴露途径以及其生态影响进行了综合归纳,并对目前国内外的研究进展进行了分析和讨论,提出了今后的研究重点和方向。

关键词:抗生素;暴露途径;环境风险中图分类号:X701文献标识码:A文章编号:1003-6504(2007)03-00108-04近年来,抗生素的滥用、大量耐药性致病菌的出现引起了人们对抗生素的广泛关注,并且,人们不仅关心抗生素的生产、投放市场和使用情况,抗生素在环境中的残留、归趋以及对环境的影响亦成为焦点。

目前国内相关研究工作开展较少,国外的研究已取得一定成果。

因此,本文根据近年的文献综合分析了抗生素的使用、环境中抗生素残留以及其潜在的环境风险,并提出了今后的研究重点和方向。

1抗生素的使用与性质1.1抗生素的使用及生物体内代谢转化抗生素是由微生物产生的在低浓度下能抑制其他微生物生长的小分子天然有机化合物[1]。

目前被广泛使用的抗生素,按照化学结构分类,可分为β-内酰胺类、喹诺酮类、四环素类、氨基葡糖苷类、大环内酯类、多肽类等。

自从1929年青霉素被发现并临床应用,抗生素作为一种重要的药物广泛用于医药、畜牧业和水产养殖业,并且近年来种类和数量快速增长。

在抗生素的多种用途中,医用和兽用的用量各占一半左右。

据统计,澳大利亚每年抗生素36%用于人类,8%用于兽药,56%混入饲料当中[2]。

我国是抗生素的生产和使用大国。

1997年德国青霉素产量为900t[3],1998年丹麦抗生素总产量为87t[4]。

抗生素在土壤中的残留分析研究进展

抗生素在土壤中的残留分析研究进展

目录之宇文皓月创作前言11抗生素土壤污染概况12抗生素在环境中的残留22.1抗生素在环境的来源及去路22.2抗生素在环境中的迁移22.3抗生素在土壤中的残留32.4对人类健康的潜在危害43残留抗生素的分析方法43.1样品前处理43.1.1提取方法53.1.2净化方法63.1.3浓縮方法63.2检测方法63.2.1高效液相色谱法63.2.2高效液相色谱质谱联用法74结果分析85展望9参考文献 (10)抗生素在土壤中的残留分析研究进展XX(某某大学环境与植物呵护学院,海南XX,XXXXXX)摘要:抗生素的土壤污染和近年来已经引起了国内外的极大关注。

本文综述了国内外对抗生素在土壤环境中的残留现状,为抗生素检测监控提供参考。

国内外研究标明分歧提取和检测方法对抗生素残留分析的回收率分歧,其中加速溶剂萃取(ASE)和高效液相色谱质谱联用法(High Performance Liquid Chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS)应用效果较好,并对土壤抗生素污染现状进行分析和展望。

关键词:抗生素;土壤残留;检测方法;研究分析Abstract:Soil contamination and recent years have attracted much attention.This paper summarizes the status of antibiotics in soil environment, and provides a reference for the detection and monitoring of antibiotics. Domestic and foreign studies show that different extraction and detection methods forthe analysis of antibiotic residues in different ways, including accelerated solvent extraction and high performance liquid chromatography mass spectrometry. Keyword s:Antibiotics; Soil residue; Detection method; Research and analysis前言抗生素是由细菌、真菌及其他生物(动植物包含在内)在生命活动过程中发生的(也可由其他方法获得的),能够抑制他种生物功能或杀死他种生物的有机质。

抗生素土壤污染及其修复探讨

抗生素土壤污染及其修复探讨

1环境中的抗生素1.1抗生素的存在现状抗生素指的是由微生物产生或者是化学合成的具有抗病原体或其它生物活性的一类物质,主要有四环素类、喹诺酮类、大环内酯类、氯霉素类等。

而环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)是人工合成使用最为广泛的喹诺酮类抗生素,是恩诺沙星的代谢产物,对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌都具有广谱抗菌性。

它通过抑制DNA旋转酶和拓扑异构酶来阻止细胞分裂,已被证明具有基因毒性。

抗生素广泛地应用于医疗、畜牧养殖及农业生产。

据估计全球每年使用的抗生素达100000到200000吨,而中国每年的使用量超过22000吨,其中超过70%是以药物原形随粪尿排出而进入污水处理系统或直接进入环境。

在农业生产中,粪便常被用作肥料,粪便中的抗生素会渗出进入土壤及底下水,极大地威胁到农产品的安全,如珠三角地区农场土壤及蔬菜被普遍检出抗生素,含量高达1537.4μg·kg-1,而每份土壤及蔬菜样品中环丙沙星都被检出,浓度范围为5.3-119.8μg·kg-1,这些农场都普遍使用粪肥[1,2],由此可见粪肥的使用是导致农场被抗生素污染的重要原因之一。

在水环境系统的试验中,大多数化合物都是持久性的,只有少数才是可生物降解的。

有基因毒性的化合物如喹诺酮类和甲硝唑类并不能够被去除,喹诺酮类抗生素会强烈吸附到污泥、土壤和沉积物当中而不被生物降解。

此外,由于污水处理系统对抗生素的去除率低于50%,污水厂出水中仍然含有高浓度的抗生素,这些抗生素未能在污水处理过程或环境中降解或消除,它们将进入到地表水或地下水甚至是饮用水中,直接威胁到人身安全。

由此可见,施用粪肥和废水排放是导致农业土壤污染的主要途径。

图1环境中抗生素的来源及其在环境中的可能的转移途径[3] 1.2环境中抗生素的危害及迁移近年来,环境中不断被发现的抗生素引起了人们的极大关注,一方面是由于它潜在的生态风险如对环境中微生物参与的关键进程具有潜在的负面影响,如养分的再生、碳氮循环以及污染物的降解等过程。

有机肥源磺胺类抗生素在土壤中的降解规律及影响因素分析_许静

有机肥源磺胺类抗生素在土壤中的降解规律及影响因素分析_许静

2.1 供试材料 供试药物选用 5 种典型磺胺类药物,其信息见
表 1.
表 1 供试药物信息
Tableested sulfonamides
药物名称
结构式
纯度
来源
磺胺嘧啶 ( sulfadiazine, SDZ)
99.0% 美国 Sigma 公司
磺胺甲嘧啶 ( sulfamerazine, SMZ)
注: 内标物质为氘代磺胺甲恶唑-d4 ( 纯度 98. 0%,sulfamethoxazole-d4, SMX-d4) ,购于多伦多研究化学品公司( North York,Ontario) .
第 35 卷第 2 期 2015 年 2 月
环境科学学报 Acta Scientiae Circumstantiae
Vol.35,No.2 Feb.,2015
DOI: 10.13671 / j.hjkxxb.2014.0785 许静,王娜,孔德洋,等.2015.有机肥源磺胺类抗生素在土壤中的降解规律及影响因素分析[J].环境科学学报,35( 2) : 550-556 Xu J,Wang N,Kong D Y,et al. 2015.Dynamics and degradation mechanism of antibiotic sulfonamides in soils with organic manure amendment[J].Acta Scientiae Circumstantiae,35( 2) : 550-556
文章编号: 0253-2468( 2015) 02-550-07
中图分类号: X53
文献标识码: A
Dynamics and degradation mechanism of antibiotic sulfonamides in soils with organic manure amendment

四环素类抗生素在土壤环境中的残留及环境行为研究进展

四环素类抗生素在土壤环境中的残留及环境行为研究进展

第49卷第12期2020年12月应用化工Applied Chemical IndustryVol.49No.12Dec.2020四环素类抗生素在土壤环境中的残留及环境行为研究进展肖磊1,王海芳2(1.中北大学环境与安全工程学院,山西太原030051;2.中北大学环境与安全工程学院,山西太原030051)摘要:四环素类抗生素因具有预防疾病与促生长作用而被广泛应用于临床与养殖业中,进而会通过各种途径(有机肥施用、污水灌溉)进入土壤,并在土壤环境中长时间累积。

在介绍此类抗生素基本性质及结构的基础上,针对此类抗生素在土壤中的残留状况及各种环境行为(吸附和解吸、降解、迁移)进行了论述,并简要概括了其对土壤微生物、动物、植物的危害,重点介绍了四环素类抗生素在土壤中的吸附、降解和淋溶行为及影响因素,以期为这类抗生素带来的生态风险评估及控制提供参考依据。

关键词:四环素类抗生素;残留;环境行为中图分类号:TQ46;X53文献标识码:A文章编号:1671-3206(2020)12-3178-07Tetracycline residues and environmental behavior oftetracycline antibiotics in soil:A reviewXIAO Lei,WANG Hai-fang(1.School of Environment and Safety Engineering,North University of China,Taiyuan030051,China;2.School of Environment and Safely Engineering,North University of China,Taiyuan030051,China)Abstract:The tetracycline antibiotics are widely used in clinical and aquaculture industries due to their prevention of disease and growth promotion,these antibiotics enter the soil through various routes(appli­cation of organic fertilizers,sewage irrigation)and accumulate in soil environment for a long time.On the basis of summary of the tetracycline antibiotic types and structures,the remaining conditions and environ­mental behaviors(adsorption and desorption,degradation,migration)of the tetracycline antibiotics were discussed.The harmful effect of tetracycline antibiotics on soil microbes,animals and plants was also sum­marized.The absorption,degradation and leaching behaviors and corresponding influencing factors of tet­racycline antibiotics in soil were highlighted.In order to provide scientific basis for the assessment and the ecological risk control of such antibiotics.Key words:tetracylines;residues;environmental behavior四环素类抗生素是由放线菌产生的一类广谱抗生素,主要包括天然类(四环素、金霉素、土霉素)及半合成衍生物(美他环素、强力霉素、米诺霉素)[1]O 其作为最常见的新型环境有机污染物而备受关注,其在土壤环境中的残留及环境行为(吸附-解吸、降解、迁移)受到各行业人士广泛的关注与研究。

抗生素的环境残留 生态毒性及抗性基因污染

抗生素的环境残留 生态毒性及抗性基因污染

抗性基因污染
抗性基因是指能够使细菌等微生物对抗生素产生抗性的基因。抗生素的大量 使用会筛选出具有抗性基因的细菌,使其逐渐成为优势种群。这些抗性基因可能 通过水平基因转移在环境中传播,导致其他微生物也获得抗性。这种现象称为抗 性基因污染。随着抗性基因的传播,可能导致抗生素治疗效果下降,甚至失效, 对人类健康产生严重威胁。
参考内容二一、引言 Nhomakorabea随着人类医疗、畜牧业和农业的快速发展,抗生素的大量使用已经对全球水 环境造成了严重的影响。这些影响主要体现在抗生素残留和抗性基因的扩散上, 这些物质对生态系统和人类健康构成了潜在威胁。因此,对水环境中抗生素和抗 性基因污染特征的理解,以及寻找有效的控制措施,成为了当前环境科学领域的 重要课题。
引言:
四环素类抗生素是一类广谱抗生素,广泛应用于医学和畜牧业。然而,抗生 素的滥用和不当处置导致土壤环境中四环素类抗生素残留和抗性基因污染的问题 日益严重。了解土壤环境中四环素类抗生素残留及抗性基因污染的来源、传输、 累积过程及其潜在危害,对于采取有效的环境风险评估和控制措施具有重要意义。
研究现状:
3、提高公众意识:通过教育和宣传,提高公众对抗生素知识的认识,让公 众了解抗生素的使用原则和注意事项,减少抗生素的滥用现象。
4、强化废水处理和废物管理:建立完善的废水处理和废物管理措施,严格 控制抗生素的生产、使用和处置过程,减少抗生素对环境的排放和污染。
参考内容
摘要:
本次演示综述了土壤环境中四环素类抗生素残留及抗性基因污染的研究现状, 讨论了这一领域存在的研究空白和需要进一步探讨的问题。通过对现有研究的归 纳和总结,旨在为未来的研究提供参考和启示。
二、水环境中抗生素和抗性基因 污染的特征
1、抗生素残留与扩散:大量的研究显示,污水处理厂、养殖业和农业活动 是水环境中抗生素残留的主要来源。这些抗生素通过废水排放进入水体,对水生 生物产生影响,并可能通过食物链传递给人类。

磺胺类抗生素的环境残留及生态毒理研究综述

磺胺类抗生素的环境残留及生态毒理研究综述

磺胺类抗生素的环境残留及生态毒理研究综述华南农业大学资源环境学院叶敏摘要:本文将对国内外磺胺类抗生素的残留和生态毒性研究进行综述。

环境残留主要包括水环境残留和土壤环境残留。

生态毒理的研究主要从其造成的影响进行归类,包括对水生生物,土壤生物,昆虫的影响,以及其吸附,迁移,降解等转归影响。

关键词:磺胺环境残留生态毒性磺胺类药物(Sulfonamides,SAs)是具有对氨基苯磺酰胺结构的一类药物的总称,磺胺类通过竞争性抑制叶酸代谢循环中的对氨基苯甲酸而抑制细菌性增殖。

经过几十年的发展,现在不仅作为人用药物,而且广泛使用于畜牧业和水产养殖业,用来治疗细菌及特定微生物引起的多种传染疾病。

目前经常在食品抗生素残留检测中发现磺胺类抗生素的残留,因其具有广谱、稳定、经济、易用以及联合抗菌增效剂效果可提高数十倍的特点,农业生产中常以亚治疗浓度的药物作为饲料添加剂来预防疾病的发生,提高饲料的转化率和促进动物生长。

目前在全球范围内几乎所有地区都采用抗生素来实现增加产量、提高经济效益的目的。

然而,研究表明,抗生素药物只有15%可被吸收利用,大约85%未被代谢而被直接排放至环境中。

一、磺胺类抗生素的环境残留用于家畜、家禽和水产养殖病害预防及饲料添加剂的抗生素,一部分将在生物体内吸收或者转化,并以代谢物的形式排出体外。

同时,还有很大一部分(85%)将以原型药物的形式排出体外并直接进入环境。

此外,用于水产养殖以及药物生产过程中大量残留的抗生素原型药物也将直接进入环境中。

随着我国大中城市和乡镇集约化畜禽养殖业的迅速发展,含有各种抗生素的畜禽粪便量也不断增加。

这些粪便最终也会进入土壤或水体中,污染地表水、地下水和饮用水,并通过作物吸收和积累进入食物链,对动物和人体健康构成潜在危害。

1、水环境残留绝大多数抗生素属水溶性,在水产养殖中,抗生素在使用过程中未被水产养殖生物吸收的以及随粪便排泄的部分,最终汇入水体或随悬浮物沉降汇集于沉积物底部。

土壤中的抗生素污染及其生态毒性研究

土壤中的抗生素污染及其生态毒性研究

土壤中的抗生素污染及其生态毒性研究450第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集 2009年10月土壤中的抗生素污染及其生态毒性研究王敏,唐景春(天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室南开大学环境科学与工程学院,天津 300071)摘要:越来越多的抗生素被广泛应用于畜牧业和水产养殖业,这些抗生素大部分不能完全被机体吸收,而是以原形或代谢物形式经由粪便排出体外,经不同途径昀终进入土壤环境,在土壤中累积造成污染。

抗生素污染已成为一种新型土壤污染。

为确切评估抗生素在土壤环境中的危害,本文对该物质在土壤中的污染状况、行为归趋和生态毒性进行了综述,以期为土壤污染防治和修复提供依据。

关键词:抗生素;污染;土壤环境;生态毒性Research of Antibiotics Pollution in Soil Environments and ItsEcological ToxicityWANG Min,TANG Jing-chun(Tianjin Key Laboratory of Environmental Remediation and Pollution Control,College of Environmental Science andEngineering,,Nankai University, Tianjin 300071, China)Abstract:An increasing number of antibiotics were used as food additives and veterinary medicines in stockbreeding andfishery. Most of these antibiotics could not be absorbed by animals and were discharged through dejecta in the original shape or metabolized forms. At last these antibiotics entered into soil environments in different routes and accumulated in soilAntibiotics have become the emerging contaminants of soil. To evaluate the potential impacts of antibiotics released into soilenvironments, this paper reviewed the pollution levels ,fate and ecological toxicity of antibiotics in soils to provide basis for preventation and remediation of antibiotics polluted soilsKeywords:antibiotics; pollution; soil environments; ecological toxicity近年来,土壤新型污染物日渐受到关注。

畜禽粪便中残留抗生素研究进展

畜禽粪便中残留抗生素研究进展

畜禽粪便中残留抗生素研究进展尤心雨1李正昊1姜华1*傅留义2(1齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学院,山东济南250353;2山东爱福地生物科技有限公司,山东济宁272000)摘要畜禽粪便中残留的抗生素是目前比较常见的新型污染物,未经动物体代谢的大部分抗生素会随排泄物排出体外。

大多数畜禽粪便未经处理就排入土壤,这些畜禽粪便是造成土壤中抗生素积累的主要因素之一。

本文阐述了我国畜禽粪便中残留抗生素的种类及情况,分析了畜禽粪便中残留抗生素对环境的影响,并介绍了畜禽粪便中残留抗生素的去除方法,具体包括生物降解、物化降解、吸附技术、热化学技术等,以期为减少我国畜禽粪便中残留抗生素提供参考。

关键词畜禽粪便;残留抗生素;土壤;去除方法中图分类号X713文献标识码A文章编号1007-5739(2023)18-0166-05DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2023.18.041开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Research Progress on Residual Antibiotics in Livestock and Poultry ManuresYOU Xinyu 1LI Zhenghao 1JIANG Hua 1*FU Liuyi 2(1College of Food Science and Engineering,Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences),Jinan Shandong 250353;2Shandong Aifudi Biological Co.,Ltd.,Jining Shandong 272000)Abstract The residual antibiotics in livestock and poultry manures are currently a common new type of pollutant,and most antibiotics that have not been metabolized by animals will be excreted from the body with the manures.Most animal manures are discharged into the soil without treatment.These animal manures are one of the main factors for the accumulation of antibiotics in the soil.This paper expounded the types and situation of residual antibiotics in livestock and poultry manures in China,analyzed the impact of residual antibiotics in livestock and poultry manures on theenvironment,and introduced the removal methods of residual antibiotics in livestock and poultry manures,including biodegradation,physicochemical degradation,adsorption technology,thermochemical technology,etc.,so as to provide references for reducing residual antibiotics in livestock and poultry manures in China.Keywordsanimal manure;residual antibiotic;soil;removal method基金项目山东省农业重大应用技术创新项目(SD2019ZZ006);2022年度山东省重点扶持区域引进急需紧缺人才项目(2022820)。

抗菌素对土壤微生物群落结构的影响及其生物学意义

抗菌素对土壤微生物群落结构的影响及其生物学意义

抗菌素对土壤微生物群落结构的影响及其生物学意义自从抗生素被发现以来,它们已成为医学领域里最伟大的发现之一。

抗生素有效地控制着人类和动物的疾病,然而,随之而来的却是对环境的影响。

土壤微生物是土壤生态环境中最重要的组成部分之一,抗生素的广泛使用对土壤微生物群落结构产生了深远的影响。

本文将探讨抗菌素对土壤微生物群落结构的影响及其生物学意义。

1. 抗菌素对土壤微生物的影响土壤微生物是土壤生物学中最多样化和最重要的生物,能够影响有机物质的降解、循环和生物转化。

抗菌素的大规模使用会直接或间接地影响土壤微生物群落结构。

直接影响:抗生素会残留在土壤中,对土壤微生物生长和群落的构成产生直接影响。

不同的抗生素有不同的残留期,例如卡那霉素可在土壤中残留数周至数月。

这种直接影响可能会导致某些微生物消失或死亡,从而改变土壤微生物群落结构。

间接影响:抗生素的广泛使用也会影响土壤微生物的共生关系。

例如,对某些细菌种类进行种植时,需要使用化肥,而抗生素的使用将可能破坏土壤微生物与植物之间的共生关系。

这种间接影响可能会导致生态系统的崩溃和生物多样性的丧失。

2. 抗菌素对微生物群落结构的生物学意义抗菌素对微生物群落结构的影响可能对生物多样性、土壤质量、农业和生态系统产生不良影响。

生物多样性:土壤微生物是有机质分解和养分循环的关键组成部分之一。

抗菌素的不当使用会破坏生物多样性,导致物种丧失和生态不平衡。

因为不同类型的土壤微生物在生物转化过程中的作用不同,所以物种丧失可能导致多种生态问题。

土壤质量:土壤微生物对土壤质量起着重要作用。

抗生素的残留可能污染土壤和地下水,从而对土壤质量产生负面影响。

当土壤质量下降时,种植农作物和其他生物的条件也会受到限制。

农业:农业生产离不开土壤,而土壤微生物对作物生长的影响极为重要。

抗生素可能影响褐色土和黑土的物理、化学和生物学特性。

这可能导致植物的生长受到限制,并降低作物产量和品质。

生态系统:土壤微生物是土壤和生态系统的基础。

环境中抗生素污染物的研究进展

环境中抗生素污染物的研究进展

环境中抗生素污染物的研究进展环境中抗生素污染物的研究进展近年来,随着人们对环境保护意识的提高,环境中污染物的研究备受关注。

抗生素污染物作为一类严重污染环境的物质,引起了广泛关注。

本文旨在梳理环境中抗生素污染物的研究进展,探讨其对环境和人类健康的潜在影响,并提出解决方案,促进环境的可持续发展。

抗生素是人类历史上一项伟大的医学发现,其广泛应用在保护人类免受细菌感染的同时,也引发了环境中抗生素污染物的问题。

抗生素不仅存在于医疗废水中,还通过农业用药、养殖业等途径进入环境。

环境中的抗生素污染物具有极高的稳定性和生物活性,对水体、土壤和生态系统造成了潜在的危害。

首先,抗生素污染物对水体环境产生了严重影响。

研究表明,水体中含有抗生素的多个种类,这些抗生素残留的含量不断积累,对水中的微生物群落结构和生态系统功能产生了重要影响。

此外,抗生素污染物还可能导致水体富营养化和产生抗生素耐药菌株,进而威胁人类健康。

其次,土壤中的抗生素污染物也日益引起关注。

研究显示,通过废水灌溉、施用含抗生素的肥料等途径,抗生素污染物进入土壤系统,对土壤生物多样性和微生物群落结构造成负面影响。

抗生素污染物还可能通过生物链转运到植物体内,最终影响人类的膳食安全。

抗生素污染物对生态系统的潜在影响需要引起人们高度重视。

环境中的抗生素污染物可能破坏水生生物的生长和繁殖能力,导致生物多样性下降。

此外,抗生素污染物还会干扰环境内的自然循环过程,如碳循环和氮循环,对生态系统功能造成不可逆转的损害。

针对环境中抗生素污染物的严重问题,需要综合施策来解决。

一方面,应加强废水处理和农业用药的管理措施,减少抗生素排放和使用量。

另一方面,要开展抗生素污染物的监测和评估工作,建立完善的环境风险评估体系。

此外,研发新型的环境友好型抗生素药物和环境修复技术,有助于减少抗生素污染物的生成和迁移。

总之,环境中抗生素污染物的研究进展显示了其对环境和人类健康的潜在影响。

在环境保护和可持续发展的大背景下,我们需要加强对抗生素污染物的相关研究,制定合理的管理措施,减少其对环境和人类的危害。

环境抗生素抗性基因研究进展

环境抗生素抗性基因研究进展

环境抗生素抗性基因研究进展一、概述随着抗生素的广泛使用,抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)在环境中的分布和扩散逐渐成为全球关注的环境和健康问题。

环境抗生素抗性基因不仅可能通过水平基因转移(Horizontal Gene Transfer, HGT)等方式传播给人类病原体,增加疾病治疗的难度,而且可能通过食物链影响人类健康。

研究环境抗生素抗性基因的分布、传播机制、影响因素以及控制策略,对于减缓抗生素抗性基因的扩散、降低抗生素滥用对人类健康的潜在威胁具有重要意义。

近年来,环境抗生素抗性基因的研究取得了显著进展。

研究者们利用宏基因组学、高通量测序等先进技术手段,揭示了环境中抗生素抗性基因的多样性和分布特征。

同时,也深入探索了抗生素抗性基因的传播机制,包括水平基因转移、垂直基因转移等。

研究者们还从环境因子、抗生素使用等多个角度分析了影响抗生素抗性基因分布和传播的主要因素,并提出了相应的控制策略。

当前环境抗生素抗性基因的研究仍面临诸多挑战。

一方面,环境中抗生素抗性基因的多样性、复杂性和动态性使得研究难度增加另一方面,不同环境介质中抗生素抗性基因的研究尚不均衡,部分领域的研究仍需加强。

未来环境抗生素抗性基因的研究应更加注重跨学科合作,整合多种技术手段,深入探讨抗生素抗性基因的生态学行为和健康风险,为制定更加有效的抗生素使用和管理政策提供科学依据。

1. 抗生素抗性基因的定义与重要性抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)是指能使微生物对一种或多种抗生素产生抗性的遗传物质。

这些基因可以通过多种途径在微生物间传播,包括水平基因转移、质粒介导的传递等,从而引发抗生素抗性的扩散。

随着全球抗生素使用的不断增加,ARGs的存在和传播已经成为一个严重的公共卫生和生态环境问题。

ARGs的重要性主要体现在以下几个方面:它们对人类的健康构成了严重威胁。

抗生素对环境微生物群落的影响

抗生素对环境微生物群落的影响

抗生素对环境微生物群落的影响抗生素是一类具有抑制或破坏细菌生长的药物,常用于治疗感染疾病。

然而,抗生素的过度使用和滥用已成为全球性问题,其对环境微生物群落产生了一系列的影响。

本文将就抗生素对环境微生物群落的影响进行探讨与分析。

1. 抗生素对环境微生物多样性的影响抗生素残留物进入自然环境后,可能破坏环境中微生物的生态平衡。

特定类型的抗生素可能对某些微生物具有选择性毒性,导致一些微生物种群的数量下降,从而降低整体微生物多样性。

长期暴露在抗生素环境中的微生物可能逐渐演变出对抗生素的耐药性,这对环境微生物的多样性和稳定性都构成潜在威胁。

2. 抗生素对土壤微生物群落的影响土壤是微生物的重要栖息地,也是许多微生物群落的主要生存场所。

抗生素残留物的渗入土壤会直接影响土壤中的微生物群落。

一些研究表明,抗生素的使用可能导致土壤中某些微生物的数量减少,特定微生物的失衡可能对土壤的养分循环和生态功能产生不利影响。

3. 抗生素对水生环境微生物群落的影响抗生素通过农业、养殖等方式排放至水体中,进而对水生环境中的微生物群落产生影响。

水生环境微生物群落的特点与陆地环境微生物不同,受到抗生素残留物的污染可能导致水生微生物多样性降低,生态平衡被破坏。

4. 抗生素对微生物耐药性基因的传播抗生素在环境中的使用和排放,不仅会导致微生物耐药性的发展,还可能促进耐药性基因在微生物群落中的传播。

这种耐药基因的传播可能加重微生物对抗生素的耐药性,形成耐药细菌的传播链,对人类和生态环境构成更大威胁。

综上所述,抗生素对环境微生物群落的影响是一个复杂而严重的问题。

为了减少抗生素对环境的影响,我们应该避免过度使用抗生素,严格控制医疗用药和农业、养殖领域的抗生素使用,提倡绿色环保理念,有效管理和减少抗生素在环境中的排放,保护环境微生物群落的多样性和稳定性。

希望通过全社会的共同努力,能够有效减轻抗生素对环境微生物群落的不良影响,构建一个更加健康和可持续的生态环境。

液相色谱质谱法检测土壤中7_种典型抗生素残留

液相色谱质谱法检测土壤中7_种典型抗生素残留

引用格式:杨萌. 液相色谱质谱法检测土壤中7种典型抗生素残留[J]. 中国测试,2023, 49(7): 76-81. YANG Meng. Determination of seven typical antibiotic residues in soil by liquid chromatography-mass spectrometry[J]. China Measurement & Test, 2023, 49(7):76-81. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2021090156液相色谱质谱法检测土壤中7种典型抗生素残留杨 萌(河南省南阳生态环境监测中心,河南 南阳 473000)摘 要: 该文研究建立加速溶剂提取法提取土壤中的青霉素、阿米卡星、万古霉素、头孢拉定、磺胺嘧啶、氟苯尼考、阿莫西林,凝胶净化色谱法富集、净化待测物,超高压液相色谱-三重四级杆串联质谱定性、定量检测的分析方法。

检测过程为随机取有代表性土壤样品,自然风干,粉碎,过筛网。

准确称取15.0 g ,置萃取池中,加硅藻土20.0 g ,混均,甲醇-丙酮=1∶2(V ∶V )作为提取溶剂进行提取,提取液冷冻离心,上清液转移至GPC 净化瓶中,上GPC 仪进行富集、净化;净化液氮吹至近干,加1 mL 甲醇溶解,过滤,上UPLC-MS/MS 仪定性、定量检测。

青霉素、阿米卡星、万古霉素、头孢拉定、磺胺嘧啶、氟苯尼考、阿莫西林7种待测物在0.01~5.0 µg/mL 范围内线性良好,检出限在0.007~0.041 µg/kg 之间,三水平加样回收率范围在85.4%~105.2%之间。

实验结果证明,该方法具有自动化程度高、检测准确度高和重复性好等特点,可以用于被抗生素污染的土壤中极微量抗生素残留的监测和风险评估。

关键词: 超高压液相色谱-三重四级杆串联质谱法; 土壤; 加速溶剂提取; 抗生素残留中图分类号: O657.63; X833文献标志码: A 文章编号: 1674–5124(2023)07–0076–06Determination of seven typical antibiotic residues in soil by liquidchromatography-mass spectrometryYANG Meng(He’nan Nanyang Ecological Environment Monitoring Center, Nanyang 473000, China)Abstract : An ASE extraction method was developed for the determination of 7 antibiotics (penicillin,amikacin, vancomycin, cefradine, sulfadiazine, florfenicol, amoxicillin) residues in soil. Gel purification chromatography is used to enrich and purify the matter to be measured, qualitative and quantitative detection were carried out by ultra high pressure liquid chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry.Representative soil samples were randomly selected, dried naturally, crushed, and screened. 15.0 g samples were accurately weighed, and submitted to solvent extraction tank with the addition of 20.0 g diatomite, then the mixture was extracted by methanol-acetone =1:2 (V :V ) solution. The extracted liquid was frozen and centrifuged, and the supernatant was transferred to GPC purification bottle for enrichment and purification. The purged liquor was blown to nearly dry. The residue was dissolved by 1 mL methanol and filtered. Then samples were qualitatively and quantitatively detected by UPLC-MS/MS. Penicillin, amikacin, vancomycin,cefradine, sulfadiazine, florfenicol and amoxicillin showed good linear relationships in the concentration ranges of 0.01-5.0 µg/mL, the detection limits were ranged from 0.007 µg/kg to 0.041 µg/kg. The average收稿日期: 2021-09-21;收到修改稿日期: 2021-11-28作者简介: 杨 萌(1989-),女,河南南阳市人,工程师,从事环境监测分析工作。

抗生素在土壤中吸附行为的研究

抗生素在土壤中吸附行为的研究

抗生素在土壤中吸附行为的研究
抗生素是一类特定的单环或多环吡嗪衍生物,通过不同方式抑制细菌类的生长而被使用,是一种抗微生物药物。

它们在农业应用以及解决医院感染问题时被广泛使用。

由于过度应用,抗生素会进入环境中并污染土壤中的微生物组织。

抗生素的吸附在土壤中的过程,在土壤中的毒性和它们的毒性可能会在土壤中形成持久的大量污染物。

因此,研究土壤中抗生素的吸附行为变得越来越重要。

抗生素吸附行为是由一系列相互适应的因子来决定的。

其中包括抗生素的结构和性质,土壤的物理和化学特征,以及土壤中存在的有机物等因素。

抗生素在土壤中以固体分子的形式吸附在有机质或粒型颗粒表面上,降低其溶解性和生物可利用性。

研究发现,抗生素的吸附强度,主要取决于土壤的pH值、有机质含量和微米及纳米大小粒度等特性。

高有机质含量可以增加土壤中抗生素的结合强度;负载离子效应则表明,具有负性电荷的多元酸是有利于抗生素吸附到土壤颗粒表面的。

此外,研究已经发现了抗生素聚合物的毒性,并且其形成的结构可能会影响其对生物的毒性。

此外,研究表明,土壤类型、水质及多元酸体系中的电转移和结合作用可能会影响抗生素的亲和力。

因此,研究土壤中抗生素的吸附行为,是衡量土壤污染质量和人类健康的一项重要任务。

通过深入了解抗生素吸附行为,可以探究以下问题,例如,抗生素在土壤中的分布,抗生素污染的生态和医疗效应,以及开发抗生素污染预防控制技术等。

四环素类抗生素在土壤中的环境行为及生态毒性研究

四环素类抗生素在土壤中的环境行为及生态毒性研究

四环素类抗生素在土壤中的环境行为及生态毒性研究四环素类抗生素在土壤中的环境行为及生态毒性研究引言四环素类抗生素是广泛应用于临床和养殖业的一类重要抗生素。

然而,它们的使用过程中产生的大量废弃物和排放物,以及与土壤的相互作用,引发了人们对它们在土壤中的环境行为及生态毒性的关注。

本文旨在综述四环素类抗生素在土壤中的环境行为及相关生态毒性研究进展。

四环素类抗生素的环境归趋四环素类抗生素在土壤中的环境行为是研究的重点。

土壤是一个复杂的生态系统,四环素类抗生素进入土壤中的途径主要有人为排放、农田施用、养殖废弃物的肥料化,以及污水灌溉等。

其中,最主要的途径是农田施用和养殖废弃物的肥料化,这导致土壤中四环素类抗生素的浓度明显上升。

四环素类抗生素在土壤中的行为主要包括吸附、解吸、迁移和降解。

吸附是四环素类抗生素在土壤中的主要行为方式,其吸附程度与土壤性质、溶液pH值、四环素类抗生素的化学结构和环境因素有关。

研究表明,不同土壤类型对四环素类抗生素的吸附能力存在差异,粘性土壤对其吸附能力较强,而砂质土壤则相对较弱。

此外,四环素类抗生素的解吸也是一个重要的环境行为,它可能导致四环素类抗生素在土壤中的迁移和进一步污染。

降解是四环素类抗生素从土壤中移除的一种方式,但其降解速率较慢,需要较长的时间才能完全降解。

四环素类抗生素在土壤中的生态毒性四环素类抗生素的长期存在和积累可能对土壤生态系统产生不可忽视的影响。

它们可能通过干扰土壤微生物群落结构、抑制酶活性、影响土壤中的氮、磷、铁等元素循环过程,而对土壤呼吸、有机质分解和养分释放等关键生态过程产生负面影响。

土壤微生物是土壤生态系统中的关键组成部分,它们在土壤有机质分解、养分循环和土壤健康维持等方面发挥着重要作用。

研究表明,四环素类抗生素的存在会抑制土壤细菌、真菌和放线菌的生长,对微生物群落结构产生负面影响。

此外,四环素类抗生素的存在还会引发土壤酶活性的下降,抑制土壤中氮循环、磷循环等关键元素的释放过程,进而导致土壤中的养分利用率降低。

抗生素在土壤中的迁移能力-概述说明以及解释

抗生素在土壤中的迁移能力-概述说明以及解释

抗生素在土壤中的迁移能力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述抗生素是一类重要的药物,广泛应用于医疗领域和养殖业。

然而,随着抗生素的广泛应用,抗生素在环境中的走向和迁移问题引起了人们的关注。

土壤作为抗生素的主要传质介质之一,对抗生素的迁移具有重要意义。

本文旨在探讨抗生素在土壤中的迁移能力,以及对土壤环境和生态系统的影响。

抗生素在土壤中的迁移过程是一个复杂的物理、化学和生物过程。

在土壤中,抗生素可以通过多种途径进入土壤环境,包括农田施用、农畜场的废水排放、动物粪便等。

一旦进入土壤,抗生素会受到土壤颗粒的吸附、降解、迁移和转化等过程的影响。

土壤中的颗粒吸附是抗生素迁移的关键步骤之一。

抗生素分子通过与土壤微粒表面的相互作用,发生吸附作用。

吸附作用的程度受到抗生素分子与土壤微粒性质、土壤pH值、温度等因素的影响。

此外,土壤中的水分状态也会对抗生素的迁移造成影响。

土壤水分的改变会导致抗生素颗粒间的距离变化,从而影响抗生素的迁移速度和路径。

除了土壤的物理性质外,土壤中的微生物也在抗生素迁移过程中发挥着重要作用。

土壤中的微生物可以通过降解、转化等方式降低抗生素的迁移性。

然而,一些抗生素也会对土壤微生物产生抑制作用,从而影响微生物的代谢活动,进而影响抗生素的迁移和去除。

研究抗生素在土壤中的迁移能力对于控制和预防抗生素对环境的污染具有重要意义。

了解抗生素在土壤中的迁移途径、对土壤环境的影响以及影响因素,有助于我们制定科学的抗生素使用和管理策略,最大限度地减少抗生素对环境和生态系统的影响。

未来,有必要加强对抗生素在土壤中迁移的研究,以更好地保护土壤生态环境和人类健康。

综上所述,本文将从抗生素在土壤中的来源、迁移途径和影响因素等方面进行探讨,以期增加人们对抗生素在土壤中迁移能力的认识,并为今后的研究和管理提供参考依据。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构部分旨在介绍本文的整体结构和各个主要部分的内容安排。

基于土壤耐药基因污染分析土壤修复及防治处理

基于土壤耐药基因污染分析土壤修复及防治处理

基于土壤耐药基因污染分析土壤修复及防治处理1. 引言1.1 研究背景:土壤是地球上重要的生物圈组成部分,其健康状态直接关系到生态系统的稳定和人类的生存环境。

随着人类经济社会的不断发展,农业化学品和抗生素的大量使用导致土壤中耐药基因的污染问题日益严重。

耐药基因的存在使得土壤中的细菌对抗生素失去敏感性,从而对人类和动物的健康构成威胁。

研究土壤耐药基因污染及相关的修复和防治措施具有重要的科学意义和现实意义。

通过了解土壤中耐药基因的污染现状,探讨有效的修复方法和防治措施,可以为保护土壤生态系统和人类健康提供科学依据,为实现可持续发展目标做出贡献。

本文将对土壤耐药基因污染进行深入分析,并提出相应的土壤修复及防治处理建议,以期为解决当前的环境问题提供参考和借鉴。

1.2 研究目的研究目的:本研究旨在探讨土壤耐药基因污染的现状及影响,分析土壤修复方法和防治措施的有效性,通过案例分析和风险评估,深入了解耐药基因在土壤中的扩散和演变机制。

通过本研究的结果,可以为土壤修复领域提供科学依据,并进一步强调耐药基因污染对环境和人类健康的危害。

希望通过对耐药基因污染的深入研究,能够为未来的防治工作提供可操作性的建议和指导,保护土壤生态系统的健康和稳定,促进可持续发展和生态安全。

2. 正文2.1 土壤耐药基因污染现状土壤是生物地球学研究的重要对象,其微生物群落的多样性和功能对生物圈生态平衡的维持起着至关重要的作用。

随着人类活动的不断扩张和聚集,土壤环境逐渐受到了污染,其中耐药基因污染成为了一种引人关注的问题。

土壤中的耐药基因来源于多种渠道,包括广泛使用的抗生素、农药、医疗废弃物的排放等。

这些耐药基因在土壤中通过水平基因转移等途径传播,导致细菌变得对抗生素更加耐药,从而增加了治疗感染疾病的难度。

耐药基因的存在也可能对土壤微生物群落结构和功能产生负面影响,影响土壤的生态系统平衡。

目前,土壤耐药基因污染的程度和分布仍然较为复杂和深入,需要进一步的深入研究。

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策一、引言近年来,随着抗生素的广泛应用,土壤环境中抗生素成为环境污染的新兴问题。

抗生素是一类重要的药物,可有效治疗各类感染疾病。

然而,随着人们过度使用抗生素,大量抗生素残留于人类及动物的排泄物中,从而进入土壤环境,引发一系列生态风险。

本文将探讨。

二、土壤环境中抗生素的来源1.农业和畜牧业的使用抗生素在农业和畜牧业中被广泛使用,用于治疗和预防动物疾病以及增进动物生长。

然而,农业和畜牧业废水中未经完全代谢的抗生素及其代谢物进入土壤环境,成为主要来源之一。

2.人类排泄物人类通过尿液和粪便排出大量抗生素残留物。

这些排泄物经过处理后进入土壤环境,成为土壤中抗生素的重要来源。

3.医疗废水医疗废水中含有大量未经完全代谢的抗生素,这些废水未经处理直接排入水体或通过污水处理厂进入土壤环境。

三、土壤环境中抗生素的转归1.吸附与解吸抗生素分子在土壤颗粒表面存在吸附与解吸过程。

部分抗生素分子与土壤颗粒表面结合,随着土壤微生物活动的增加,抗生素分子被解吸,并进入土壤溶液中。

2.生物降解与转化土壤微生物通过分解抗生素分子,将其转化为无活性或低活性的代谢产物。

这些代谢产物可能具有较低的生物毒性。

3.迁移与累积一部分抗生素会随着水分在土壤中迁移,进入地下水体,可能对地下水质造成污染。

另外,一些抗生素则在土壤中累积,可能影响土壤中微生物的组成和功能。

四、土壤环境中抗生素的生态风险1.抗生素对土壤微生物的影响抗生素的残留可能抑止土壤中的有益微生物,破坏土壤微生物的平衡。

有益微生物的缩减可能导致土壤养分循环和有机物降解的减缓。

2.抗生素对土壤生物多样性的影响土壤中的生物多样性对维持土壤健康和生态系统稳定性起着重要作用。

抗生素残留可能导致土壤微生物多样性的下降,破坏土壤生态系统的平衡。

3.抗生素对土壤植物的影响抗生素的残留可能影响土壤中植物的生长和发育。

抗生素的存在可能导致植物营养吸纳不均衡,生长受限。

抗生素土壤污染及其修复探讨

抗生素土壤污染及其修复探讨

抗生素土壤污染及其修复探讨1 环境中的抗生素1.1 抗生素的存在现状抗生素指的是由微生物产生或者是化学合成的具有抗病原体或其它生物活性的一类物质,主要有四环素类、喹诺酮类、大环内酯类、氯霉素类等。

而环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)是人工合成使用最为广泛的喹诺酮类抗生素,是恩诺沙星的代谢产物,对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌都具有广谱抗菌性。

它通过抑制 DNA 旋转酶和拓扑异构酶来阻止细胞分裂,已被证明具有基因毒性。

抗生素广泛地应用于医疗、畜牧养殖及农业生产。

据估计全球每年使用的抗生素达 100000 到 200000 吨,而中国每年的使用量超过 22000 吨,其中超过 70%是以药物原形随粪尿排出而进入污水处理系统或直接进入环境。

在农业生产中,粪便常被用作肥料,粪便中的抗生素会渗出进入土壤及底下水,极大地威胁到农产品的安全,如珠三角地区农场土壤及蔬菜被普遍检出抗生素,含量高达1537.4 μg·kg-1,而每份土壤及蔬菜样品中环丙沙星都被检出,浓度范围为 5.3-119.8μg·kg-1,这些农场都普遍使用粪肥[1,2],由此可见粪肥的使用是导致农场被抗生素污染的重要原因之一。

在水环境系统的试验中,大多数化合物都是持久性的,只有少数才是可生物降解的。

有基因毒性的化合物如喹诺酮类和甲硝唑类并不能够被去除,喹诺酮类抗生素会强烈吸附到污泥、土壤和沉积物当中而不被生物降解。

此外,由于污水处理系统对抗生素的去除率低于 50%,污水厂出水中仍然含有高浓度的抗生素,这些抗生素未能在污水处理过程或环境中降解或消除,它们将进入到地表水或地下水甚至是饮用水中,直接威胁到人身安全。

由此可见,施用粪肥和废水排放是导致农业土壤污染的主要途径。

1.2 环境中抗生素的危害及迁移近年来,环境中不断被发现的抗生素引起了人们的极大关注,一方面是由于它潜在的生态风险如对环境中微生物参与的关键进程具有潜在的负面影响,如养分的再生、碳氮循环以及污染物的降解等过程。

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目录前言 (1)1抗生素土壤污染概况 (1)2抗生素在环境中的残留 (2)2.1抗生素在环境的来源及去路 (2)2.2抗生素在环境中的迁移 (2)2.3抗生素在土壤中的残留 (3)2.4对人类健康的潜在危害 (4)3残留抗生素的分析方法 (4)3.1样品前处理 (4)3.1.1提取方法 (5)3.1.2净化方法 (6)3.1.3浓縮方法 (6)3.2检测方法 (6)3.2.1高效液相色谱法 (6)3.2.2高效液相色谱质谱联用法 (7)4结果分析 (8)5展望 (9)参考文献 (10)抗生素在土壤中的残留分析研究进展XX(某某大学环境与植物保护学院,海南XX,XXXXXX)摘要:抗生素的土壤污染和近年来已经引起了国内外的极大关注。

本文综述了国内外对抗生素在土壤环境中的残留现状,为抗生素检测监控提供参考。

国内外研究表明不同提取和检测方法对抗生素残留分析的回收率不同,其中加速溶剂萃取(ASE)和高效液相色谱质谱联用法(High Performance Liquid Chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS)应用效果较好,并对土壤抗生素污染现状进行分析和展望。

关键词:抗生素;土壤残留;检测方法;研究分析Abstract:Soil contamination and recent years have attracted much attention. This paper summarizes the status of antibiotics in soil environment, and provides a reference for the detection and monitoring of antibiotics. Domestic and foreign studies show that different extraction and detection methods for the analysis of antibiotic residues in different ways, including accelerated solvent extraction and high performance liquid chromatography mass spectrometry.Keyword s:Antibiotics; Soil residue; Detection method; Research and analysis前言抗生素是由细菌、真菌及其他生物(动植物包括在内)在生命活动过程中产生的(也可由其他方法获得的),能够抑制他种生物功能或杀死他种生物的有机质。

随着现代生物技术快速发展,抗生素量产得以实现。

抗生素在医疗和禽畜、水产养殖业发挥着积极不可替代的作用,但由于抗生素的选择作用,诱导细菌耐药性增强,使得灭菌处理办法渐渐失效,从而危及公众身体健康,增加社会的经济负担。

此外,由于抗生素的滥用,使得它成为一种新型环境污染物,使用过后通过各种途经进入并残留于土壤环境中,造成对土壤质量、微生物及动植物不可忽视的影响,形成一种潜在的生态风险。

目前,抗生素污染问题已经被许多发达国家(如欧盟和美国)列为重要的环境问题,相关的基础研究正在迅速开展。

大多数抗生素由于其具有水溶性较好、体内代谢后大部分以原形排出以及在环境中不易发生生物降解等特点,容易在环境中储存和蓄积[1]。

,禽畜粪便用作生物有机肥料施用农田,其中还含有的活性抗生素在土壤表层积累或随径流进入地表水或渗入地下水,并随之迁移污染更大范围的土壤,对人体健康造成影响[2]。

目前致病菌耐药性的增加和扩散已经成为全球疾病治疗所面临的一个巨大问题。

自Pruden等(2006)将抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物提出之后,有关其在各种环境中的传播、分布特征及迁移转化机制等研究已引起广泛关注。

一系列监测抗生素的技术被逐渐应用于其污染的环境领域,促进残留在土壤中抗生素污染的治理与预防。

1抗生素土壤污染概况研究表明,动物和人类使用的抗生素后,只有很小一部分能被机体吸收,之后经过经基化、裂解、葡萄糖昔酸化等代谢反应生成无活性的产物,绝大部分(以上)抗生素不能被机体吸收,最终以原药形态直接排放于环境中[3]。

人体或动物正常的新陈代谢只是抗生素等药物成分进入自然环境的渠道之一。

相比之下,药物在生产过程中或未经使用(过期和使用剩余药物)即遭丢弃造成的污要严重得多。

我国每年生产抗生素原料约21 万t,其中出口3万t,剩下的18 万t 用于国内医疗及农牧渔业使用,其中又有9.7万t用于畜牧养殖业,占年总产量的46.1%。

大部分抗生素不能完全被机体吸收,高达85%以上抗生素以原形或代谢物形式由病人和畜禽排泄物排入环境,经不同途径对土壤和水体造成污染[4]。

国际先驱导报在2015年7月报道:葡萄牙全国药品协会发布的一项统计中显示,其全国每年产生的药物垃圾总量高达近千万吨,其中多数为消费者过量购买,医生超剂量开具药方造成的浪费,而每年回收的废弃药物不足总量的1/5;美国调查人员曾对美国政府20年来的相关记录进行分析发现,包括一些大药厂在内的美国制造业至少向水体排放了12.3万吨用于生产药物或工业及生活用品的化学物质,进而这些抗生素污染物随水体流动污染更大范围的土壤。

回收不到位导致抗生素污染,但这只是直接原因,背后的深层原因则是抗生素的滥用。

除了人类病患使用,畜牧业中也存在抗生素滥用问题,并且这一领域更容易出现抗生素污染问题。

英国《新科学家》杂志就曾报道说,每年欧盟国家消耗的抗生素总量中,约有一半用于治疗或预防家畜疾病。

参与这项研究的瑞士联邦环境科学与技术研究所的科学家指出,这些抗生素不仅会通过肉类食品进入人类食物链,还会随家畜的排泄物大量进入农田生态系统,被农作物吸收。

研究人员对瑞士一些农田里的泥土进行分析,发现其中抗生素含量很高。

由于瑞士已经禁止在动物饲料中添加抗生素,这一发现意味着其它国家的农田抗生素污染可能更严重。

尤其使人担心的是不易溶于水也不易分解的硫胺类药物,科学家估计瑞士农田里的硫胺药物含量可能高达1Kg/ha,他们认为这足以促使大肠杆菌等细菌产生抗药性,进而留下潜在的生态风险,危及人类社会和谐发展。

因此分析抗生素在土壤环境中的分布、迁移、转化研究十分必要,借助分子结构参数与模型工具,对其土壤环境行为规律进行分析和研究,有助于土壤质量与农产品安全的提升[4]。

2抗生素在环境中的残留抗生素的滥用使得越来越多的抗生素未经合理处理即释放到环境中,最后,经一系列的转归机制残留到土壤中,造成对土壤微生物群落的改变,引发严重的生态风险,抗生素在土壤中的残留分析日益受到人们关注。

2.1抗生素在环境的来源及去路由抗生素的使用途径便可知,环境中抗生素污染来源主要是医用药物和农用兽药的使用。

医用抗生素来源主要归为下列5类:①随病人尿液、粪便排出的处方抗生素;②抗生素生产过程产生的固体废弃物如菌濱,其主要成分为抗生素产生菌的菌丝体、残留培养基及少量抗生素及其降解物等。

③在药瓶和医疗器械上残留的抗生素;④医药企业在生产过程中损失的抗生素;⑤医院、家庭丢弃的过期抗生素;目前兽药抗生素的使用和消耗远超出医用抗生素。

兽药抗生素主要用于动物疾病的预防和治疗,在禽畜养殖业中作为动物饲料添加剂,来刺激动物生长,促进产量。

兽药抗生素来源主要为:①动物养殖中,经动物粪便、尿液排出的抗生素;②水产养殖中,直接施用的兽药;③兽药生产过程中损失、废弃的兽药[7]。

2.2抗生素在环境中的迁移含有抗生素的类便污水经城市污水处理厂处理后残留的污泥,用作农间施肥是抗生素进入土壤环境的主要途径,经雨水淋洗、地表径流,进入河流、湖泊造成地表水污染,同时土壤中的抗生素通过渗滤作用造成地下水污染。

水产养殖业中抗生素的使用是水环境中抗生素来源的一个重要途径。

水产养殖中,作为饲料添加剂被直接投加到水中的药物,只有极少部分能被鱼类食用,大部分是直接进入水体或吸附在水底游泥中,据估计有70%旳药物没有被鱼类食用,而是进入环境[5]。

此外水体或沉积物的侵蚀可能会削弱抗生素在环境中的迁移[6]。

药物生产过程损失的抗生素会随着废水进入城市污水处理厂,而废弃的药物被丢弃,当作垃圾填埋,最终进入到土壤和地下水中。

抗生素的转归机理如表1所示:表1 抗生素进入土壤环境的主要途径2.3抗生素在土壤中的残留丹麦的Sengelov[8]在长期施用猪粪的农田中发现了大量的抗性菌株,且猪粪使用量越大,抗性菌株的抗性越强,菌株抗性的增强侧面反映出当地农田土壤中的抗生素含量上升。

Ho等[9]分析马来西亚土壤样品,发现强力霉素和氟甲喹最高浓度分别达78 516.1μg/kg 和 1 331.4 μg/kg。

Ji等[10]在上海多个饲养场中取样,发现氯霉素、磺胺和四环素的浓度范围分别为 3.27 ~ 17.85、5.85 ~ 33.37 和4.54 ~ 24.66 mg/kg。

抗生素属于可离子化极性有机化合物,由于其在水中溶解度大,既可以离子形态存在又可以分子形态存在,从而导致它们在土壤/沉积物上的吸附机理比较复杂,可通过氢键、范德华力等分子间作用力与土壤中有机质或无机胶体表面吸附位点作用,或通过阳离子交换、静电、键桥、配位或络合等多种作用被吸持在土壤中[11]。

Boxall等(2002)提出土壤类型会影响抗生素在土壤中的吸附,黏壤质土壤与砂土相比,有更丰富的黏粒、有机质和氧化铁,因此比砂质土壤对抗生素有更强的吸附能力。

Prado 等[12]在研究泰乐菌素在活性污泥上的生物降解和生物吸附时发现,泰乐菌素的朗缪尔最大吸附量为7.7 mg/g。

泰乐菌素在土壤中的吸附顺序是:细有机黏土>细无机黏土>粗有机黏土>粗无机黏土,表明质地与有机物含量决定土壤对泰乐菌素的吸附能力。

Hu等[13]对中国北方有机蔬菜基地的典型兽用抗生素在土壤、蔬菜和地下水中的存在和来源分析发现,抗生素主要通过水转运以及蔬菜的被动吸附,所有样品中抗生素的含量在冬季明显高于夏季,表明高温促进抗生素在土壤中的迁移与转化,抗生素在土壤中残留时间取决其降解速率。

抗生素在土壤中的降解与它们的化学结构、所处的温度,以及其他一些因素如湿度、降雨以及土壤的性质等有关,自然条件下的影响因素较多,往往比试验条件下降解快。

亚表层土壤抗生素残留量和检出率均高于表层土壤。

抗生素在土壤中的降解速率常数与有机质、氧化铁、阳离子交换总量和黏粒含量成反比。

Cruz等(2003)得出土壤有机质、氧化铁、阳离子交换总量、黏粒含量越高,抗生素在土壤中的降解速率越小,在土壤中就越稳定。

泰乐菌素在土壤中降解也很快,半衰期在4~8天,也有报告显示半衰期高达67天[14]。

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