抗生素生物降解课件
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降解的另一种重要途径， 喹诺酮类和四环素类抗生 素比较容易发生光降解。
生物降解是在有生物的作用下发生的降解反应，
它也是抗生素降解的主要方式。
抗生素的生物降解
生物降解是抗生素在环境中降解的最重要的途 径。被生物降解的抗生素，可能转化为生物体的 组成部分或是最终转化为没有生物毒性的无机或 有机小分子。生物降解主要有植物降解和微生物 降解两种方式 。
抗生素一旦进入环境就会扩散到壤、 水 和空气中，一般会经过吸附、水解、 光解 和微生物降解一系列生物转化过程 ， 这 些过程直接影响抗生素对环境的生态毒性 。
吸附反映了抗生素与水体有机质或土壤 沉积物的相互作用，并可预测抗生素对环境 的影 响程度。一般来说，吸附能力强的抗
吸 生素，在环境中较稳定，容易积蓄；部分抗
或多种降解反应。一般来说 ，
降解过程会降低抗生素 的药效，
但有些抗生素的降解产物可能
比抗生素本身的毒性还强。
水解是水体中抗 生素降解的一种重要方式，六
大类主要抗生素中内酰胺类、大环内酯类和磺胺类 抗生素易水解，但是大环内酯类和磺胺类抗生素在 中性pH值条件下水解很慢。
光降解是在能接受到光照的水体表层中的抗生素
植物降解机制
植物具有庞大的叶冠和根系,在水体或土壤中与环境 之间进行着复杂的物质交换和能量交换,在维持生态环 境的平衡中起着重要作用。植物修复受污染 的水土环 境主要有3种机制： ①植物直接吸收有机污染物后转移或分解； ②植物释放分泌物和特定酶降解土壤环境中的有机污 染物； ③植物促进根际微生物对土壤环境中有机污染物的吸 收或利用转化。
百度文库
对人类健康的威胁
抗生素长期作为添加剂大量用于畜牧生产， 导 致抗生素在动物食品肉、蛋、奶中残留,人食用后, 抗生素就会沿食物链传递到人,一方面会引起人群 的过敏反应,严重 时会造成食物 中毒;另一方面,部 分药物还具有致癌、致畸、致突变或激素类作用, 严重干扰人类各项生理功能,威胁人类健康。
抗生素在环境中的归趋
环境中抗生素残留的潜在风险
抗生素在环境中的浓度普遍较低,一般在μ g/ L 级,有的甚至低至μn g ／ L级,但仍然可能对环境存 在风险。如某些 P O P s 物质,在环境中的浓度和抗 生素相当,但是它的雌激素效应却造成人类生殖率 降低,不孕症增加等。所以,对于之前由于其预期环 境浓度较低而一直认为安全可靠的物质要引起重 视,它们有可能对环境构成潜在的威胁。
生素不与固相物质结合 ， 吸附能力较弱，
附 在淋洗作用下很容易被淋洗到附近的河流中，
到达水环境，进而对地下水构成威胁。抗生 素的吸附能力因其化学结构 、理化性质、 土壤类型和环境条件的不同而不同。
降
抗生素在环境 中可能发生
解
水解、光降解和微生物降解等 一系列降解反应，但视环境条
件的不同，抗生素会发生一种
对环境中微生物的影响
抗生素的作用就是抑制某类病菌的生长，在水 体及土壤中不具耐药性的菌株被抗生素杀死 ， 而 具耐药性的优势菌得以大量繁殖，因此长期低浓 度抗生素的存在对微生物群落有一定的影响， 并 且该影响可通过食物链对高级生物发生作用 ， 从 而破坏了生态系统的平衡。
对植物生长发育的影响
抗生素随动物的粪尿和城市污水施人农田，对农田 植物的生长发育产生影响。如0.009 -0.012mg／L四 环素的动物粪便对猩猩木的液体培养物产生毒害； 300-900mg／L的磺胺地索辛能明显抑制车前草、 玉米等作物的生长,并在植物的根部和叶中富集,根部 的浓度较高；土霉素和氯四环素减少了杂色豆植株 的生节、鲜重，并影响其对钙 、 钾和镁的吸收。而 抗生素 对植物生长发育的影响与其化学性质、使用 剂量、土壤吸附能力及植物的品种有关。
抗生素
抗生素概述
抗生素是由微生物产生的在低浓度下能抑制或 灭杀其他微生物的一类化学物质。目前被广泛使 用的抗生素，按照化学结构可分为 内酰胺类、 喹 诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类、 磺胺类等。
抗生素的应用和危害
• 长期以来，抗生素被大量地用于人和动物的疾病治 疗，并以亚治疗剂量添加于动物饲料中，以预防动物 疾病和促进其生长。但绝大部分抗生素不能完全被机 体吸收，约有90%的抗生素以原形或者代谢物形式经由 病人和畜禽的粪,尿排入环境，经不同途径 对土壤和水 体造成污染。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 研究正在迅速得到开展。
农用药物来源途径
①动物养殖中兽药长期亚剂量使用后,经粪便和尿 液排出的抗生素 ； ②水产养殖中兽药的直接施用； ③兽药生产过程损失和废弃的兽药。
农用抗生素污染过程
动物粪便和尿液排出的抗生素随粪便被施入 农田,其 中一部分直接渗入地下水中,另一部分 进入土壤,经雨水淋洗进入河流或湖泊 ;水产养 殖中的抗 生素施用后一部分直接进入 水体,另 一部分被水底淤泥中所吸附,存在于养殖场底泥 中;兽药生产 中损失的抗生素会随着废水经由下 水道进入城市污水处理厂,而废弃的兽药可能被 当作垃圾填埋,如果处理不当， 最终会进入土壤 甚至地下水中。
抗生素的来源及暴露途径
由于抗生素主要用于医疗和畜牧,所以环境中 的抗生素主要来源医用药物和农用药物两个途 径。
医用抗生素主要来源
①经由病人粪便和尿液排出的处方抗生素 ；
②医院丢弃的过期抗生素 ； ③残留在药瓶和器械上的抗生素 ； ④医药企业在生产过程流失的抗生素等。
医用抗生素污染过程
经排泄物排出的抗生素、治疗中残留的抗生素 以及制药企业流失的抗生素都会经过城市和医院 的下水道进入到城市污水处理厂,由于现有的污水 处理技术很难将抗生素彻底清除,一部分抗生素会 随着处理后的废水进入土壤和水中,而医院丢弃的 过期抗生素会进人垃圾填埋场,如果处理不当,会渗 入 土壤或地下水中。
潜在风险的主要表现
( 1 )诱导耐药性细菌。 ( 2 )对环境中微生物产生影响。 ( 3 )对植物生长发育产生影响。 ( 4 )食品和饮用水中抗生素对人类健康的威胁。
诱导耐药性细菌
大量的研究表明,抗生素的使用能诱导病原菌产生 耐药性,特别是由于长期大剂量的在饲料中添加抗生 素,导致产生了一些能够抵抗强力抗生素的病原菌, 这些病原菌珠的出现,对人和动物的健康都极具威胁。 另外，抗生素能够导致耐药基因的产生，而耐药基 因又可以在 同的细菌间传递， 一旦这些耐药基因 转移给致病菌，就更增加了对人类健康的威胁。
生物降解是在有生物的作用下发生的降解反应，
它也是抗生素降解的主要方式。
抗生素的生物降解
生物降解是抗生素在环境中降解的最重要的途 径。被生物降解的抗生素，可能转化为生物体的 组成部分或是最终转化为没有生物毒性的无机或 有机小分子。生物降解主要有植物降解和微生物 降解两种方式 。
抗生素一旦进入环境就会扩散到壤、 水 和空气中，一般会经过吸附、水解、 光解 和微生物降解一系列生物转化过程 ， 这 些过程直接影响抗生素对环境的生态毒性 。
吸附反映了抗生素与水体有机质或土壤 沉积物的相互作用，并可预测抗生素对环境 的影 响程度。一般来说，吸附能力强的抗
吸 生素，在环境中较稳定，容易积蓄；部分抗
或多种降解反应。一般来说 ，
降解过程会降低抗生素 的药效，
但有些抗生素的降解产物可能
比抗生素本身的毒性还强。
水解是水体中抗 生素降解的一种重要方式，六
大类主要抗生素中内酰胺类、大环内酯类和磺胺类 抗生素易水解，但是大环内酯类和磺胺类抗生素在 中性pH值条件下水解很慢。
光降解是在能接受到光照的水体表层中的抗生素
植物降解机制
植物具有庞大的叶冠和根系,在水体或土壤中与环境 之间进行着复杂的物质交换和能量交换,在维持生态环 境的平衡中起着重要作用。植物修复受污染 的水土环 境主要有3种机制： ①植物直接吸收有机污染物后转移或分解； ②植物释放分泌物和特定酶降解土壤环境中的有机污 染物； ③植物促进根际微生物对土壤环境中有机污染物的吸 收或利用转化。
百度文库
对人类健康的威胁
抗生素长期作为添加剂大量用于畜牧生产， 导 致抗生素在动物食品肉、蛋、奶中残留,人食用后, 抗生素就会沿食物链传递到人,一方面会引起人群 的过敏反应,严重 时会造成食物 中毒;另一方面,部 分药物还具有致癌、致畸、致突变或激素类作用, 严重干扰人类各项生理功能,威胁人类健康。
抗生素在环境中的归趋
环境中抗生素残留的潜在风险
抗生素在环境中的浓度普遍较低,一般在μ g/ L 级,有的甚至低至μn g ／ L级,但仍然可能对环境存 在风险。如某些 P O P s 物质,在环境中的浓度和抗 生素相当,但是它的雌激素效应却造成人类生殖率 降低,不孕症增加等。所以,对于之前由于其预期环 境浓度较低而一直认为安全可靠的物质要引起重 视,它们有可能对环境构成潜在的威胁。
生素不与固相物质结合 ， 吸附能力较弱，
附 在淋洗作用下很容易被淋洗到附近的河流中，
到达水环境，进而对地下水构成威胁。抗生 素的吸附能力因其化学结构 、理化性质、 土壤类型和环境条件的不同而不同。
降
抗生素在环境 中可能发生
解
水解、光降解和微生物降解等 一系列降解反应，但视环境条
件的不同，抗生素会发生一种
对环境中微生物的影响
抗生素的作用就是抑制某类病菌的生长，在水 体及土壤中不具耐药性的菌株被抗生素杀死 ， 而 具耐药性的优势菌得以大量繁殖，因此长期低浓 度抗生素的存在对微生物群落有一定的影响， 并 且该影响可通过食物链对高级生物发生作用 ， 从 而破坏了生态系统的平衡。
对植物生长发育的影响
抗生素随动物的粪尿和城市污水施人农田，对农田 植物的生长发育产生影响。如0.009 -0.012mg／L四 环素的动物粪便对猩猩木的液体培养物产生毒害； 300-900mg／L的磺胺地索辛能明显抑制车前草、 玉米等作物的生长,并在植物的根部和叶中富集,根部 的浓度较高；土霉素和氯四环素减少了杂色豆植株 的生节、鲜重，并影响其对钙 、 钾和镁的吸收。而 抗生素 对植物生长发育的影响与其化学性质、使用 剂量、土壤吸附能力及植物的品种有关。
抗生素
抗生素概述
抗生素是由微生物产生的在低浓度下能抑制或 灭杀其他微生物的一类化学物质。目前被广泛使 用的抗生素，按照化学结构可分为 内酰胺类、 喹 诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类、 磺胺类等。
抗生素的应用和危害
• 长期以来，抗生素被大量地用于人和动物的疾病治 疗，并以亚治疗剂量添加于动物饲料中，以预防动物 疾病和促进其生长。但绝大部分抗生素不能完全被机 体吸收，约有90%的抗生素以原形或者代谢物形式经由 病人和畜禽的粪,尿排入环境，经不同途径 对土壤和水 体造成污染。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 研究正在迅速得到开展。
农用药物来源途径
①动物养殖中兽药长期亚剂量使用后,经粪便和尿 液排出的抗生素 ； ②水产养殖中兽药的直接施用； ③兽药生产过程损失和废弃的兽药。
农用抗生素污染过程
动物粪便和尿液排出的抗生素随粪便被施入 农田,其 中一部分直接渗入地下水中,另一部分 进入土壤,经雨水淋洗进入河流或湖泊 ;水产养 殖中的抗 生素施用后一部分直接进入 水体,另 一部分被水底淤泥中所吸附,存在于养殖场底泥 中;兽药生产 中损失的抗生素会随着废水经由下 水道进入城市污水处理厂,而废弃的兽药可能被 当作垃圾填埋,如果处理不当， 最终会进入土壤 甚至地下水中。
抗生素的来源及暴露途径
由于抗生素主要用于医疗和畜牧,所以环境中 的抗生素主要来源医用药物和农用药物两个途 径。
医用抗生素主要来源
①经由病人粪便和尿液排出的处方抗生素 ；
②医院丢弃的过期抗生素 ； ③残留在药瓶和器械上的抗生素 ； ④医药企业在生产过程流失的抗生素等。
医用抗生素污染过程
经排泄物排出的抗生素、治疗中残留的抗生素 以及制药企业流失的抗生素都会经过城市和医院 的下水道进入到城市污水处理厂,由于现有的污水 处理技术很难将抗生素彻底清除,一部分抗生素会 随着处理后的废水进入土壤和水中,而医院丢弃的 过期抗生素会进人垃圾填埋场,如果处理不当,会渗 入 土壤或地下水中。
潜在风险的主要表现
( 1 )诱导耐药性细菌。 ( 2 )对环境中微生物产生影响。 ( 3 )对植物生长发育产生影响。 ( 4 )食品和饮用水中抗生素对人类健康的威胁。
诱导耐药性细菌
大量的研究表明,抗生素的使用能诱导病原菌产生 耐药性,特别是由于长期大剂量的在饲料中添加抗生 素,导致产生了一些能够抵抗强力抗生素的病原菌, 这些病原菌珠的出现,对人和动物的健康都极具威胁。 另外，抗生素能够导致耐药基因的产生，而耐药基 因又可以在 同的细菌间传递， 一旦这些耐药基因 转移给致病菌，就更增加了对人类健康的威胁。