四环素类和磺胺类双重抗生素抗性菌的特性

为了研究抗生素抗性菌、抗性基因的扩散和污染可能产生对环境和人类健康的威胁,分8 次采集城市污水处理厂（sewage treatment plants,STPs）水样,应用肉汤微量稀释法和聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction, PCR)方法,分离、鉴定对四环素、磺胺甲恶唑敏感菌株,分析其抗生素抗性,检测抗性基因．结果：本研究中,从某污水处理厂出水中分离22株四环素类抗性菌、26株磺胺类抗性菌,检测其对常用抗生素耐受性及抗生素浓度、抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)含量。四环素类和磺胺类双重抗性菌在5.04×102～2.51×103 CFU·mL-1（colony-forming unit,CFU）范围内,抗性菌对9 种抗生素具有抗性,最高耐受力为512mg·mL-1,其中,对氯霉素耐受能力最强,对青霉素、氨苄青霉素、头孢氨苄、环丙沙星、庆大霉素、阿奇霉素耐受力次之,对利福平耐受力最弱;检测到双重抗性基因,其中tet W和sul1的含量较高. 结果表明：城市污水处理厂的四环素类和磺胺类抗生素含量较高,存在双重抗性菌、抗性基因。     

禽畜养殖场土壤抗生素抗性基因污染的初步研究

抗生素作为禽畜疾病预防及治疗药物、生长促进剂、饲料添加剂等被广泛应用于养殖业并进入环境,造成了环境中抗性耐药菌和抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)的日益增加,从而影响人体健康和生态环境.因此,ARGs作为一种新型环境污染物已经引起了人们的广泛关注.本工作以珠海某些养殖场及周边土壤中的微生物及其ARGs为主要研究对象,采用聚合酶链反应(PCR)研究了养殖场土壤细菌DNA中9种四环素抗性基因存在和污染水平.结果表明,所研究的9种四环素抗性基因中除tetD之外,其他8种抗性基因(tetA、tetB、tetC、tetG、tetL、tetO、tetQ和tetX)均可检出,其中tetG的样本检出率达到94％;另外,对其中常见的4种ARGs(tet、tetC、tetG和tetX)的荧光实时定量PCR定量结果显示,在这4种基因中,以tetC在样品中的丰度最高,tetG次之.在16个土壤采样点中发现,tetC和tetG的copies/g DNA达到108量级均占50％,其他基因的copies/g DNA最低也能达到102～ 105之间,与北京某一养猪场周边土壤中抗性基因含量相当,有些甚至更为严重.     

海南畜禽粪中四环素类和大环内酯类抗生素的含量及其分布特征

利用超声波提取-固相萃取高效液相色谱法测定了海南省不同地区典型养殖场鸡/猪粪便中2种四环素类(TCs)和2种大环内酯类(MLs)抗生素的含量与分布特征.结果表明:四环素类化合物的平均总含量和检出率均高于大环内酯类化合物的平均总含量和检出率.在猪粪中,四环素类化合物的总含量在0~8460.8μg·kg~(-1)之间,平均为385.4μg·kg~(-1),检出率最低为53.2%,以土霉素为主;而大环内酯类化合物的总含量在0~1 052.8μg·kg~(-1)之间,平均为46.9μg·kg~(-1),检出率最低为25.9%,以泰乐菌素为主.在鸡粪中,四环素类化合物的总含量在0~2 839.3μg·kg~(-1)之间,平均为159.3μg·kg~(-1),检出率最低为57.1%,以金霉素为主;而大环内酯类化合物的总含量在0~845.2μg·kg~(-1)之间,平均为28.1μg·kg~(-1),检出率最低为14.3%,以北里霉素为主.在猪粪和鸡粪中两类化合物的分布特征存在差异,猪粪中两类抗生素的总含量均较高的地区为琼海市和临高县,鸡粪中两类抗生素的总含量均较高的地区为儋州市和琼海市.     

污水中红霉素抗性菌的特性

针对抗生素过度使用对生态环境和人类健康造成潜在威胁的问题，采用微生物的分离培养方法和PCR检测方法，对北方某污水处理厂中各个处理单元中红霉素残留浓度、抗性菌、抗性基因的特性进行了详实的研究。研究结果显示，在污水中检测到红霉素浓度22.8 ~ 86.9 μg·L-1，在去除率为55.4% ~ 66.3%。进水、出水中残留的红霉素抗性菌的浓度分别在6.9 ~ 8.4 × 105、 2.8 ~ 4.5 × 105 CFU·mL-1。单一红霉素抗性菌比例为45.0%，双重抗生素抗性菌株的比例40.84%，三重抗生素抗性菌株的比例14.16%。抗性菌对6种抗生素抗性也表现出不同的抗性。抗生素抗性基因中浓度在2.3 ~ 9.5 log (copies·L-1)。1株单一抗性菌未检测到ere A、ere B、mef A/mef E和erm B；三重抗性菌中，4 株未能检测到tet Q，3 株未能检测到Sul 2。研究结果表明污水中红霉素残留量高、红霉素抗性菌具有多重抗生素抗性，对抗性基因的演变产生具有重要影响，与抗性菌抗性存在相应的关系。     

珠江广州河段沉积物中典型抗生素的污染特征

采用乙腈/柠檬酸缓冲液超声提取沉积物中的抗生素,并以固相萃取法富集和净化萃取物,以高分离度快速液相色谱/质谱(SPE-RRLC-MS/MS)进行测定,研究了珠江广州河段13个采样点41种目标抗生素的质量分数水平和时空分布特征. 结果表明,珠江广州河段沉积物在枯水期或丰水期共有24种抗生素被检出,枯水期和丰水期质量分数范围分别为ND（未检出）~54.800 g/g和ND~3.433 g/g,两季质量分数最高的抗生素均为氧四环素;沉积物中氟喹诺酮类和四环素类抗生素占比较高;在枯水期总抗生素质量分数整体上高于丰水期,抗生素的质量分数在珠江广州河段沉积物中空间分布整体上呈现人口密集城区河涌人口密集城区航道航道中下游航道上游,与广州市区产污排污的分布状况基本一致.     

高效液相色谱-串联质谱法对水环境中12种抗生素的检测

利用固相萃取(solid phase extraction,SPE)及液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)联用技术,建立了水体中痕量磺胺类、β-内酰胺类、四环素类、喹诺酮类、大环内酯类等12种抗生素的定量分析方法.水样中的12种抗生素通过亲水疏水平衡(hydrophile lipophilic balance,HLB)小柱的萃取富集后,以乙腈为有机相、0.2%甲酸和醋酸铵混合水溶液为水相,采用LC-MS/MS进行定量分析.抗生素采用电喷雾电离(electrospray ionization,ESI)源多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)模式,以~(13)C3-caffeine作为内标物进行定量检测.抗生素在河水中的方法定量限为0.004 83~4.805 00 ng/L,回收率为71%～90%.该方法被应用于分析南陈河(上海)中抗生素的含量,平均质量浓度为2.04～254.46 ng/L.     

贵阳市南明河城区底泥中的重金属与有机质研究

测定了南明河城区河段底泥中5种重金属和有机质的含量,探讨了其分布特征,分析了它们之间的相关性,并利用美国国家海洋大气管理局(NOAA)水体泥沙质量标准等对底泥中的重金属污染进行了评价。初步认为底泥中重金属和有机质含量的高峰值出现在南明河中下游,在受重金属污染的地带,同时伴随着有机污染物的综合污染。     

蜂王浆中四环素类药物残留量的测定方法研究

采用液相色谱-质谱联用技术,建立测定不同状态的蜂王浆中4种四环素族抗生素残留量的测定方法.蜂王浆样品试样中四环素族药物残留量用0.1 mol/L Na2EDTA-Mcllvaine缓冲溶液提取,经过滤和离心后,上清液用PLS固相萃取柱净化,液相色谱串联质谱仪测定,外标峰面积法定量.4种药物基本实现分离以及定性定量.蜂王浆中四环素药物残留的测定低限(LOQ)为10 μg/kg,线性范围为10~50ng/mL.回收率均在88.0%~102.0%之间,相对标准偏差(RSD)不大于20%.土霉素、四环素,金霉素、强力霉素的检测限为10μg/kg.该方法灵敏、可靠,可用于不同状态蜂王浆中4种四环素类抗生素的同时检测.     

大连碧流河水库及河流典型抗生素污染和分布特征研究

采用固相萃取和LC-MS/MS方法分析了23种抗生素在碧流河水库及其入库河流水体和沉积物中的污染和分布特征.结果表明,碧流河水库及其入库河流均存在抗生素污染.碧流河水库及其入库河流水体中共检出10种抗生素,检出率1%～22%,平均浓度0.046～6.1 ng·L~(-1).依诺沙星、氯霉素、氟苯尼考是水体中的优势污染物.沉积物中共检出9种抗生素,检出率1.5%～32%,平均浓度0.014～7.1 ng·g~(-1).磺胺嘧啶、磺胺甲■唑和林可霉素是沉积物中的优势污染物.与国内外其他饮用水源相比,碧流河水库及其入库河流的抗生素浓度检出水平较低.碧流河、卧龙泉河是碧流河水库抗生素污染的主要来源.抗生素的浓度分布特征与流域人口分布、季节变化呈现相关性.生态风险评价结果显示,依诺沙星处于高风险,是该区域水环境中抗生素生态风险首要来源.     

生活污水中四环素类抗生素抗性基因污染的初步研究

抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物已成为环境领域的研究热点之一.以生活污水处理系统进水、出水、曝气池、污泥4种代表性样品进行四环素类抗性细菌筛选,并用PCR对抗性基因进行初步鉴定.在对污水处理系统中4类样品进行细菌培养后,筛选出抗性细菌9种(1S,1L,2R,2S,3Y,3L,4L,4T,4T1).进水、污泥、曝气池中抗性细菌相对数量较多,出水中较少.结果表明生活污水中存在四环素类抗性基因污染.     

湟水河西宁段水体和沉积物中氮素转化关键过程与影响因素分析

于丰水期(2018年7月)和枯水期(2019年4月)分别在湟水河西宁段典型断面采集水体和沉积物样品共58个,枯水期同时采集污水处理厂出水样6个。利用实时荧光定量PCR方法,对12种氮转化功能基因进行定量分析。结果表明,湟水河平均总氮浓度为3.06±1.23 (1.308～6.51) mg/L。水体和沉积物中相对丰度较高的氮转化功能基因是narG,nirS和nosZ。氮转化功能基因的丰度和组成在沉积物中存在明显的季节差异,在水体中无明显季节差异。关键氮素转化过程是反硝化,对水体和沉积物氮素的去除贡献率分别为88%和98%。水体氮素转化主要受pH值、总氮及NO₃^--N调控,其中,氨氧化与NO₃^--N浓度负相关,反硝化与pH负相关。沉积物氮素转化与水体氮素浓度、沉积物pH值、总氮、总磷和有机碳等相关,其中,氨氧化与水体氮素浓度负相关,而反硝化主要受沉积物性质影响。进一步的分析结果表明,污水处理厂排放会显著降低水体中AOA-amoA, CMX-amo A, nir S, nxr B, napA, nar G...     

南水北调中线工程水源区抗生素抗性基因多样性研究

为了研究丹江口水库和汉江抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)的污染现状与分布规律, 采用高通量测序的方法, 于2014年春季和秋季分别对丹江口水库及汉江沿程的ARGs多样性进行检测。分别在春秋两季样本中检测出21和19类ARGs, 其中9类ARGs是水体ARGs的主要组成部分。杆菌肽类ARGs是水体中最主要的ARGs, 而β-内酰胺类ARGs在春季丹江口水库陶岔采样点中占比最高。秋季水体各采样点的ARGs组成结构差异比春季小, 通过NMDS和ANOSIM分析发现ARGs的组成存在显著的季节差异, 甲氧苄氨嘧啶类、多粘菌素类和多重耐药类ARGs是具有显著季节差异的ARGs种类。由相关性分析发现13类具有互相显著强相关关系的ARGs, 其中相关性最强的ARGs很可能共存于一种微生物中。此外, 四环素类和氨基糖苷类ARGs可能作为预测水源区中与其共存ARGs相对丰度的指示种类。研究结果可为饮用水源区的水质保护和ARGs 污染防治与管理提供科学依据。     

淮河支流西淝河污染物质负荷输出特征

淮河污染物质主要来源于各小流域支流,因此研究支流污染物质输出特征对淮河的污染物质减排和水质管理具有十分重要的科学意义。研究选取淮河支流西淝河为研究对象,于2018年1～12月期间对流域出水口断面水量、水质（CODMn、TN和TP等）进行高频次的同步监测,分析污染物质的负荷特征。监测和数据分析分雨期和非雨期进行,其中雨期为3～9月,非雨期1、2、10、11、12月,汛期主要为5～9月。研究结果表明,西淝河出流CODMn浓度变化范围是2.8～10.2 mg·L-1,年均值5.4 mg·L-1,TN浓度变化范围是0.82～3.80 mg·L-1,年均值2.04 mg·L-1,TP浓度变化范围是0.01～0.34 mg·L-1,年均值为0.11 mg·L-1。西淝河流域污染物质输出具有明显的季节性变化,CODMn、TP浓度和负荷随时间变化趋势与流量一致,雨期浓度均高于非雨期浓度,在汛期达到最大。TN浓度、负荷随时间变化趋势与CODMn、TP不同,非雨期浓度高于雨期浓度。单位面积上CODMn年出流负荷量为22.9 kg·ha-1,TN年负荷量为8.7 kg·ha-1,TP年负荷量为0.46 kg·ha-1,CODMn和TP、TN负荷量均与流量、浓度成极显著正相关,负荷输出受降雨径流影响较大。     

沉积物团聚体稳定性和总磷释放特征

沉积物内源磷释放会对水体造成二次污染,研究表明沉积物团聚体的稳定性与水体污染关系密切。以秦淮河石头城的沉积物为研究对象,探究沉积物总磷释放与团聚体稳定性的关系以及影响总磷释放和团聚度的因素。结果表明,不同pH值的上覆水,沉积物总磷释放浓度最大可达0.91 mg·L-1,一定时间内团聚度下降最大幅度为27.27%;沉积物有机质含量越高（1.0%）,总磷释放浓度和团聚度最大下降幅度越小（分别为1.48 mg·L-1和62.84%）,;扰动强度越大（200 r·min-1）,总磷释放浓度和团聚度下降最大幅度越大（分别为2.32 mg·L-1和65.23%）。颗粒内扩散模型和Boxlucasl模型的拟合结果表明沉积物释放总磷过程中,总磷释放量越大,团聚度越小;颗粒物理吸附-解吸作用比沉积物颗粒的扩散作用强;有机质在沉积物释放总磷过程中起着重要作用,且对沉积物团聚度有着重大影响。     

巢湖流域典型城市环城河沉积物重金属形态及垂直分布特征

采用改良的连续提取法(BCR)对巢湖市环城河沉积物重金属总量及其赋存形态进行了测定和分析.结果表明,巢湖市环城河采样点表层(0～10 cm)沉积物中重金属的质量分数分别为29.5～224.3 mg·kg-1 (Pb),21.3～78.1 mg·kg-1 (Ni),67.5～1 126.3 mg·kg-1 (Cr),50.7～217.4 mg·kg-1 (Cu);新城区西环城河沉积物重金属的质量分数明显高于老城区东环城河;其中以Cr的质量分数在不同采样点差异最为显著.不同采样点沉积物中重金属总量随深度变化特征差异明显,西环城河沉积物不同深度重金属的质量分数较低,且随深度变化较小;受污染较严重的东环城河沉积物不同深度重金属的质量分数普遍较高,且垂直变化波动较大;所调查的4个沉积物柱状样能较好表征周边环境现状和污染历程.4个采样点不同深度沉积物重金属的可交换及碳酸盐结合态的质量分数占总量的百分比均不超过5％,Pb主要以铁锰氧化物结合态存在;Ni主要以残渣态存在;Cr主要以有机物及硫化物结合态和残渣态存在;Cu则主要以铁锰氧化物结合态和残渣态存在;不同采样点柱状沉积物各重金属形态垂向分布也存在显著差异,次生相与原生相分布比值(Rsp)法分析结果显示,巢湖市东环城河2个采样点柱状沉积物R.值明显高于西环城河,其重金属潜在污染生态风险较高,其中Pb和Cr属于中度或重度污染水平.     

氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

氧纳米气泡改性颗粒物被广泛应用于对污染水体的界面增氧.为研究其对底泥-水界面增氧效果和底泥氨氮污染的修复能力,以活性炭作为负载材料制备氧纳米气泡,采用柱芯培养实验研究氧纳米气泡改性活性炭对河道底泥氨氮去除效果.结果表明:氧纳米气泡改性活性炭的加入将沉积物-水界面(sediment-water interface,SWI)的溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度由0.48 mg/L增加至6.10 mg/L,氧化还原电位(oxidation-reducation potential,ORP)由-34 mV增加至19 mV.利用薄膜梯度扩散技术监测实验期间SWI处氨氮和硝态氮的垂直浓度,上覆水中氨氮的浓度由1.65 mg/L降至0.54 mg/L,去除率为67.3％.沉积物中氨氮浓度由2.75 mg/L降至0.73 mg/L,去除率为37.5％.氨氮的释放通量降低了82.0％.氧纳米气泡改性活性炭既通过界面增氧促进硝化反应,降低了水体中氨氮浓度,也作为覆盖层隔绝沉积物中氨氮与上覆水的接触,降低沉积物中氨氮的释放.研究结果可为覆盖技术和曝气技术联合应用于削减河道底泥氮负荷提供基础数据支持.     

浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定环境水样中痕量铅

采用浊点萃取技术-火焰原子吸收光谱法联用开发了分析环境水样中痕量铅的新方法.方法的检测限为58.7 ng.mL-1,线性范围为200~400 ng.mL-1,实际水样分析结果令人满意.所建立的方法可应用于铅的例行分析,为环境监测部门提供了便捷的检测工具,对铅的环境安全性评价具有非常重要的意义.     

布吉河枯水期总细菌和反硝化功能基因定量研究

为了研究污染河流中微生物群落结构的存在状况及与水环境因子的关系,以深圳市深圳河的一级支流布吉河为研究对象,采用DGGE和Q-PCR技术分析了布吉河不同断面水样和沉积物中总细菌数量和群落结构以及反硝化基因(nosZ和narG基因)数量变化。结果表明,水样中总细菌数量的变化范围为5.77×108~7.13×1011copies/L,nosZ和narG基因数量的变化范围分别为2.99×106~9.39×108copies/L和1.45×107~9.11×109copies/L。沉积物中总细菌数量的变化范围为1.14×109~1.61×1011copies/g,nosZ和narG基因数量的变化范围分别为1.52×106~3.80×107copies/g和2.38×107~2.93×108copies/g。由于生境的差异,沉积物中nosZ和narG基因丰度高于水样。冗余度分析表明,影响微生物数量和群落结构的水环境因子不同,Fe是影响布吉河水样中细菌数量的主要水环境因子,而COD、亚硝氮和硝氮是影响布吉河微生物群落结构的主要水环境因子。水样和沉积物中微生物生态功能都很稳定,但水样中总细菌多样性比沉积物中高。     

不同温度下环渤海典型湿地沉积物中二苯并噻吩降解率与功能基因响应关系研究

为了揭示不同温度下环渤海典型湿地沉积物中二苯并噻吩(DBTs)的降解途径, 选择辽河口芦苇湿地、天津北大港滩涂湿地和黄河河口湿地的3种不同湿地沉积物, 在模拟季节性温度条件下, 培养56天, 测定DBT的降解率, 分析DBT降解功能基因的丰度, 建立DBT降解率与功能基因群组定量响应关系模型, 解析不同温度下3种湿地沉积物中DBT的降解途径。实验结果表明, 3种湿地沉积物中DBT的降解率均随培养温度升高而升高, 4ºC培养时, DBT的降解率排序为黄河河口湿地>天津北大港滩涂湿地>辽河口芦苇湿地; 30ºC培养时, DBT的降解率排序为北大港滩涂湿地>黄河河口湿地>辽河口芦苇湿地; catA与dszB基因影响DBT的降解速率。低温条件和中温条件下, 在3种湿地中, 代表Kodama途径的nagAc/nahAc和nidA基因分别起主要作用, 代表4S途径的dszB基因在黄河河口湿地及北大港滩涂湿地中有重要作用。