四环素类抗生素的环境行为研究进展
四环素类抗生素在环境中的研究进展
四环素类抗生素在环境中的研究进展摘要：四环素类抗生素是放线菌和广谱抗生素产生的半合成衍生物[1]。
作为环境中最常见的有机污染物，引起了世界广泛关注。
四环抗生素作为一种广谱药物，其广泛用于畜牧、医药和水产养殖等领域，但由于其稳定的特性，需要复杂的过程才能降解，往往被认为是难以消除的污染物。
近年来，在土壤、地表水和地下水中发现了越来越多的四环素，这些残留在环境中的四环素通过迁移和转化，最终将危害人类的健康生活和生态环境的稳定。
关键词：四环素；迁移；残留；进展引言四环素是由放线菌产生的广谱抗生素，主要包括天然抗生素和半合成衍生物。
其在土壤环境和生态行为中的残留物受到了各行业人士的广泛关注和研究。
本文的目的是了解土壤环境中四环素类抗生素的降解和迁移行为，为今后研究土壤中四环素类抗生素的生态行为提供研究基础，在为人们今后在安全使用抗生素方面提供一定的帮助[2]。
1四环素类抗生素的来源及迁移1.1四环素类抗生素的来源四环素类抗生素(TCs)在上世纪中叶被发现，因为它价格低廉，抗菌效果突出的特点，TCs在发展中国家很受欢迎。
我国每年生产约21万吨抗生素，其中大部分用于畜牧业，并且四环素类抗生素是占据生产和使用比例都较高的抗生素。
我国不仅是世界上TCs生产最多的国家，也是TCs消费最多的国家。
2013年TCs消耗接近7000吨，而且近年来TCs的使用量也在逐年升高。
中国许多省份土壤中TCS含量已经超过了欧盟规定的风险阈值。
1.2四环素类抗生素的迁移1.2.1水环境中的迁移水环境中的四环素类抗生素主要来自制药废水、医疗废水和兽用废水。
对这些废水的环境监测过程如果不到位不完善，TCs就会通过各种渠道排放到水中，从而破坏水中微生物的生长环境，继而影响生态平衡，最终威胁我们的健康。
排放的制药废水以及使用抗生素后产生的垃圾将直接或间接影响水质。
我们在一些养猪场附近的水中发现了浓度较高的TCs，并在主要水流中采集了这些四环素类抗生素。
《2024年环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》范文
《环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》篇一一、引言随着人类对抗生素的广泛使用，四环素类抗生素（Tetracyclines, TC）污染已成为环境领域面临的严峻问题。
这种抗生素广泛应用于动物饲料和人类疾病治疗中，然而，大量未经充分代谢的药物及其代谢物随污水、粪便等排放至环境中，导致了土壤和水源的污染，给生态环境和人类健康带来了极大的风险。
因此，如何有效地处理和去除环境中的四环素类抗生素污染已成为环境保护领域的研究热点。
本文将就环境中四环素类抗生素污染处理技术的最新研究进展进行综述。
二、四环素类抗生素的环境污染问题四环素类抗生素在环境中的污染主要来源于制药废水、农业活动、家庭医疗废物等。
这些污染物进入环境后，难以被自然环境所降解，长期累积后对土壤、水体等生态系统造成严重影响。
此外，四环素类抗生素还可能通过食物链进入人体，引发耐药性细菌的滋生和传播，对人类健康构成潜在威胁。
三、四环素类抗生素污染处理技术研究进展针对四环素类抗生素的环境污染问题，研究者们开展了大量研究工作，并取得了一系列重要的技术进展。
以下将主要介绍几种处理技术及其研究进展：1. 物理化学法物理化学法是一种常见的处理技术，包括吸附法、混凝沉淀法、氧化法等。
其中，活性炭吸附法因其良好的吸附性能被广泛应用于四环素类抗生素的去除。
此外，一些新型的吸附材料如纳米材料、生物炭等也在研究中展现出良好的应用前景。
2. 生物法生物法是一种环保、经济的处理方法，主要包括生物降解、生物吸附和生物积累等。
近年来，研究者们发现一些微生物能够通过代谢作用降解四环素类抗生素，这为生物法处理四环素类抗生素污染提供了新的思路。
3. 高级氧化技术高级氧化技术是一种高效的处理方法，包括光催化氧化法、臭氧氧化法、湿式氧化法等。
这些技术能够产生强氧化性的自由基，有效降解四环素类抗生素。
其中，光催化氧化法因其操作简便、反应条件温和等优点受到广泛关注。
4. 土壤修复技术针对四环素类抗生素对土壤的污染问题，研究者们也开展了土壤修复技术的研究。
《2024年环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》范文
《环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》篇一一、引言随着人类对抗生素的广泛使用，四环素类抗生素（Tetracyclines，TCs）在环境中的污染问题日益严重。
这些药物进入环境中后，会对生态环境造成不良影响，尤其是对微生物和人体的健康构成了严重的威胁。
因此，研究和开发高效的处理技术来减少四环素类抗生素的环境污染已经成为环境科学领域的紧迫任务。
本文旨在全面分析四环素类抗生素污染的现状及原因，同时梳理近年的相关研究进展，以期为未来污染处理技术的发展提供参考。
二、四环素类抗生素污染的概况四环素类抗生素广泛应用于畜牧业和人类医疗中，但由于其广泛使用和不合理处置，使得四环素类抗生素大量进入环境。
它们不仅对水生生物产生毒性作用，还可能通过食物链进入人体，引发各种健康问题。
因此，对四环素类抗生素污染的处理显得尤为重要。
三、四环素类抗生素污染处理技术的研究进展（一）物理法物理法主要包括吸附法、膜分离法等。
近年来，研究者们通过改进吸附材料和优化膜分离技术，提高了对四环素类抗生素的去除效率。
例如，利用纳米材料、活性炭等作为吸附剂，可以有效地吸附和去除水中的四环素类抗生素。
（二）化学法化学法主要包括光催化氧化法、高级氧化法等。
这些方法可以有效地降解四环素类抗生素，将其转化为低毒或无毒的化合物。
其中，光催化氧化法利用光催化剂（如TiO2）在光照条件下产生强氧化性物质，从而降解四环素类抗生素。
（三）生物法生物法主要包括微生物降解法、植物修复法等。
微生物降解法利用微生物的代谢作用将四环素类抗生素转化为无害物质。
植物修复法则利用植物对四环素类抗生素的吸收和转化作用，降低其在环境中的浓度。
此外，生物强化技术和基因工程技术也被应用于提高生物处理的效果。
（四）组合法组合法是将上述几种方法进行组合，形成一种综合性的处理方法。
例如，物理法和化学法的组合、物理法和生物法的组合等。
这种组合法可以根据实际需求和具体情况进行灵活调整，以提高处理效果和效率。
环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展
Vol.11,No.3May,2021环㊀境㊀工㊀程㊀技㊀术㊀学㊀报Journal of Environmental Engineering Technology 第11卷,第3期2021年5月展海银,周启星.环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展[J].环境工程技术学报,2021,11(3):571-581.ZHAN H Y,ZHOU Q X.Research progress on treatment technology of tetracycline antibiotics pollution in the environment[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2021,11(3):571-581.收稿日期:2020-06-22基金项目:国家自然科学基金项目(21677080);高等学校学科创新引智计划项目(T2017002);中央高校基本科研业务费专项作者简介:展海银(1997 ),男,硕士研究生,研究方向为环境修复㊁环境催化,Zhanhy2019@∗责任作者:周启星(1963 ),男,教授,博士,研究方向为生态地球化学㊁环境修复㊁环境基准与标准,zhouqx@环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展展海银1,周启星1,2∗1.南开大学环境科学与工程学院2.环境污染过程与基准教育部重点实验室摘要㊀四环素类抗生素是一种价格低廉的广谱抗生素,被广泛应用于临床医疗㊁畜牧业㊁水产业等领域,四环素类抗生素的超量使用以及处理不当导致其被排放到水㊁土壤等环境中并在环境中残留㊁扩散,对生态和人类健康造成潜在威胁,因此其在环境中的去除尤为重要㊂介绍了环境中四环素类抗生素的来源及其在环境中的行为,概述了这类抗生素在环境介质中污染处理技术㊂目前已经工程化应用的污水处理技术,处理后出水虽可满足GB 8978 1996‘污水综合排放标准“,但很少对四环素类以及其他种类抗生素的去除进行专门的设计,造成处理后的出水中仍有抗生素残留,带来水环境污染的风险;土壤中四环素类抗生素的去除目前大多停留在实验室水平,可直接工程化应用的修复技术有待进一步研究㊂对四环素类抗生素污染处理技术的研究进行了展望,旨在为环境中四环素类抗生素的去除与污染治理提供科学依据㊂关键词㊀四环素类抗生素;水环境污染;污水处理技术;生物处理;土壤修复;植物修复中图分类号:X787㊀㊀文章编号:1674-991X (2021)03-0571-11㊀㊀doi :10.12153∕j.issn.1674-991X.20200154Research progress on treatment technology of tetracycline antibiotics pollution in the environmentZHAN Haiyin 1 ZHOU Qixing 1 2∗1.College of Environmental Science and Engineering Nankai University2.Ministry of Education Key Laboratory of Pollution Processes and Environmental CriteriaAbstract ㊀Tetracycline antibiotics are a kind of low-cost broad-spectrum antibiotics which are widely used in clinical medicine animal husbandry aquaculture and other fields.The excessive use and improper handling of tetracycline antibiotics have caused them to be discharged into water soil and other environments.They remain and spread in the environment posing a potential threat to ecology and human health.Therefore their removal in the environment is particularly important.The sources of tetracycline antibiotics in the environment and their behavior in the environment were introduced and the treatment technologies of these antibiotics in environmental media were outlined.The results showed that by the currently engineered wastewater treatment technologies the wastewater could reach Integrated Wastewater Discharge Standard GB 8978-1996 but there were few special designs for the removal of tetracyclines and other types of antibiotics resulting in residual antibiotics in the effluent after treatment and thus brought about the risk of water environmental pollution.The removal of tetracyclines in soil was currently mostly stayed at the laboratory level and the remediation technology that could be directly applied to antibiotic-contaminated soil by engineering required further study.Finally the future researches on the treatment technology of tetracycline antibiotics was prospected aiming to provide a scientific basis for the removal and treatment of tetracycline antibiotic pollution in the environment.Key words ㊀tetracycline antibiotics water environmental pollution sewage treatment technology biological treatment soil remediation phytoremediation环境工程技术学报第11卷四环素类抗生素是一类应用较早且应用较广的抗生素,其以氢化并四苯为基本母核,可与碱或酸结合成盐,在碱性水溶液中易降解,在酸性水溶液中较稳定㊂表1列举了几种常见的四环素类抗生素的基本化学性质㊂由表1可知,四环素类抗生素具有较高的溶解度和较低的正辛醇-水分配系数(K ow)的对数值,决定了其具有良好的水溶性㊂四环素类抗生素抗菌谱广,对革兰氏阴性菌㊁革兰氏阳性菌㊁螺旋体㊁衣原体㊁立克次氏体㊁支原体㊁放线菌和阿米巴原虫都有较强的抑制作用,由于其广谱抗菌性以及价格低廉,被广泛应用于临床医疗和养殖业㊂据报道,四环素类抗生素是全球生产和使用量排名第二的抗生素种类,在中国则排名第一[1]㊂特别是近年来,四环素类抗生素在排放的废水㊁地表水和地下水以及土壤环境中被频繁检出,其在水环境中的检出水平为ng∕L~μg∕L量级[2-6],在土壤中则为μg∕kg~ mg∕kg量级[7]㊂环境中四环素类抗生素的检出和残留对人类健康和生态系统具有极大的威胁,因此研究这类抗生素的污染处理技术显得尤为重要㊂为充分了解国内外抗生素处理技术研究进展,准确掌握该领域的发展态势,聚焦研究热点,对中国知网(CNKI)和Web of Science数据库中抗生素污染处理技术的文献进行检索,并对其进行统计与分析㊂CNKI的检索式为主题(四环素类)+主题(污染)+主题(处理),Web of Science的检索式为主题(tetracycline antibiotics)+主题(pollution)+主题(treatment),CNKI共获得287篇相关文献,Web of Science共获得1849篇相关文献㊂CNKI和Web of Science数据库中收录的关于四环素类抗生素污染处理相关研究论文数量总体呈逐年上升的趋势,且在2010年之后论文数量增长迅猛,这表明四环素类抗生素污染的处理在国内外都得到了越来越广泛的关注㊂抗生素污染水的处理技术主要有萃取㊁好氧活性污泥法㊁吸附㊁过滤㊁超滤∕微滤(UF∕MF)膜技术㊁反渗透∕纳滤(RO∕NF)膜技术㊁光催化㊁臭氧氧化㊁芬顿(Fenton)㊁曝气㊁混凝㊁磁选及生物添加剂㊁接触氧化等,研究主要集中在萃取㊁好氧活性污泥法㊁臭氧氧化等方面;抗生素污染土壤的处理技术主要包括污染土壤蒸气浸提㊁微波∕超声加热㊁热脱附㊁固化∕稳定修复㊁氧化还原修复㊁洗脱∕萃取修复㊁光催化降解㊁电动力学修复㊁植物修复和微生物修复等㊂笔者介绍了四环素类抗生素的来源及其在环境中的行为,对四环素类抗生素在水㊁土壤等环境中的处理技术进行了概述,并对今后的研究提出了展望,旨在为环境中四环素类抗生素的去除与污染治理提供科学依据㊂表1 常见四环素类抗生素的化学性质Table1㊀Chemical properties of several tetracycline antibiotics名称化学结构lg K ow 分子量∕(g∕mol)溶解度∕(mol∕L)p K a1p K a2p K a3四环素-1.30444.440.041 3.2ʃ0.37.78ʃ0.059.6ʃ0.3金霉素-0.62478.880.008 3.3ʃ0.37.55ʃ0.029.3ʃ0.3土霉素-0.90460.430.062 3.2ʃ0.37.46ʃ0.038.9ʃ0.3㊀㊀注:p K a1为一级解离常数;p K a2为二级解离常数;p K a3为三级解离常数㊂㊃275㊃第3期展海银等:环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展1㊀环境中四环素类抗生素的来源过去的几十年中,四环素类抗生素在医学中的滥用现象非常普遍㊂药物生产过程以及药物的过量使用,使其进入环境并造成污染㊂环境中四环素类抗生素主要有以下几个来源(图1):1)畜牧业㊁水产业等养殖业的大量使用㊂施用的抗生素经机体代谢后,30%~90%的抗生素母体化合物及其代谢产物随动物粪便和尿液排出,最后进入环境中[8]㊂在美国,食用动物中的抗生素使用量约占年度抗生素消费量的80%㊂据估计,2010年动物饲养中的全球抗生素消费量为(63151ʃ1560)t,预计到2030年将增长67%,达到(105596ʃ3605)t [9]㊂2)医疗废水㊁制药废水排入污水处理厂,传统的污水处理技术无法去除污水中高浓度的抗生素,造成其排入受纳地表水中[10]㊂Deblonde 等[11]研究了污水处理厂对含抗生素污水的处理效果,结果表明,抗生素的去除率仅为50%左右㊂3)含抗生素生活污水的不当处理或污水处理厂的低效处理㊂4)未使用或过期药物的不当处置,如直接被扔进生活垃圾箱,最终进入垃圾填埋场,成为潜在四环素类抗生素污染的重要来源㊂四环素类抗生素进入环境后会发生一系列的迁移转化,并在环境中扩散㊂如四环素类抗生素排放到土壤中,会通过渗流或淋溶作用向深层土壤扩散甚至污染地下水,也会随地表径流向地表水中扩散,由于具有较好的亲水性和低挥发性,其在水环境中具有显著的持久性,在地表水中会由流域向更远的地方扩散㊂此外,污染物会扩散进入水底沉积物中并通过地下渗流作用污染河床以下土壤甚至到达包气带,进而污染地下水㊂图1㊀环境中四环素类抗生素的来源和去向Fig.1㊀Sources and destinations of tetracycline antibiotics in the environment2㊀四环素类抗生素在环境中的行为2.1㊀吸附和解吸吸附和解吸是四环素类抗生素在环境中迁移转化的决定因素,吸附和解吸影响其对土壤微生物的生物利用度以及向其他环境介质中扩散,如向水环境或生物介质(农作物㊁观赏植物等)中扩散㊂抗生素在土壤中的吸附和解吸在很大程度上取决于抗生素的性质(如分子结构㊁疏水性㊁空间构型等)和土壤的基本特征(如土壤类型㊁pH㊁共存离子等)㊂静电力㊁阳离子-π相互作用㊁阳离子桥和表面络合作用是抗生素在土壤上吸附的主要机制[12-13]㊂土壤中有机碳浓度是影响抗生素吸附∕解吸过程的主要因素,有机碳浓度高的土壤对四环素表现为高吸附㊁低解吸[14]㊂如Conde-Cid 等[15]研究表明,四环素类抗生素的吸附和解吸受土壤pH 影响,但主要取决于土壤有机质浓度㊂在有机质丰富的土壤中,对四环素类抗生素的吸附率接近100%,解吸率很低;在有机质浓度较低的土壤中,由于吸附位点的竞争,吸附率随浓度增加而降低㊂四环素类抗生素在大多数土壤中具有较高的吸附系数,土壤对其吸附能力较强㊂如Conde-Cid 等[16]研究了土霉素和金霉素在63种作物土壤中的吸附和解吸规律,结果显示,2种四环素类抗生素对土壤均具有强亲和力,其中土霉素的吸附系数为1015~9733,金霉素为1099~11344,吸附率高且解吸率始终低于10%㊂Pan 等[17]研究了5种抗生素在土壤中的吸附能力,结果表明,黏质壤土中5类抗生素的吸附能力按四环素类㊁喹诺酮类㊁大环内酯类㊁氯霉素类㊁磺胺类的降序排列㊂2.2㊀在环境中的其他降解途径2.2.1㊀光降解光降解是四环素类抗生素在环境中降解的重要途径之一,可分为直接光降解和间接光降解㊂直接光降解是指抗生素直接吸收光子,利用光能由基态分子转变为激发态分子引发的键断裂或结构重排等㊃375㊃环境工程技术学报第11卷反应㊂间接光降解是指环境中的吸光物质(光敏剂)吸收光能后,诱导抗生素分子激发而分解的光化学反应[18]㊂四环素类抗生素的分子结构决定了光降解的可能性,其含有酰胺基( CONH2),碳氮键(C N)很容易在光降解反应中断裂成氨基物质㊂影响环境中四环素类抗生素光降解的主要因素有pH㊁氧自由基㊁抗生素初始浓度㊁光照强度㊁光照时间㊁离子强度等[19]㊂其中,pH对四环素类抗生素的影响很大,碱性条件更有利于光降解,其光降解的速率随pH的增大而增加[20]㊂在环境中,四环素类抗生素直接光降解效率较低,依靠光敏剂进行的间接光降解是其降解的主要途径㊂光敏剂作为光能载体,可以改变化合物的光稳定性,从而加速光解㊂强光敏剂可以通过捕获反应体系中的㊃O2-㊁㊃OH等自由基来加速抗生素的光降解[21],自然界中广泛存在的强光敏剂主要包括腐殖质㊁核黄素㊁N-3㊁NO-2㊁Fe3+㊁Fe2+㊁NaCl㊁TiO2等[18]㊂2.2.2㊀水解水解是四环素类抗生素在水环境中主要的降解途径㊂四环素类抗生素在环境中的水解速率主要与pH和温度有关,离子强度对水解速率没有显著影响㊂四环素类抗生素在酸性及碱性条件下都不稳定,易发生水解㊂这是由于在酸性条件下,四环素类抗生素的C-6羟基和C-5α上的氢正好处于反式构型,容易发生消除反应,生成无活性的橙黄色脱水物㊂在pH为2~6条件下,C-4位二甲氨基容易发生可逆反应的差向异构化㊂土霉素由于存在C-5羟基与C-4二甲氨基之间形成的氢键,4位的差向异构化比四环素难;而金霉素由于C-7氯原子的空间排斥作用,使4位异构化反应比四环素更容易发生㊂在碱性条件下,四环素类抗生素C环易被破坏,生成具有内酯结构的异构体㊂Loftin等[22]研究发现,四环素类抗生素的水解速率随着pH和温度的升高而增加,在与天然水和潟湖相似的水质条件下降解速率较快㊂Xuan等[23]研究表明,土霉素在不同初始浓度下水解均遵循一级动力学,溶液在中性附近时最有利于水解,其次是碱性条件;提高溶液温度可以有效地促进土霉素的水解,而Ca2+的存在可以大大减缓土霉素的水解速率㊂2.2.3㊀生物降解生物降解是四环素类抗生素在环境中最重要的降解途径,主要包括微生物降解和植物吸收降解㊂微生物降解主要由微生物的胞内酶或胞外酶依靠氧化㊁还原㊁基团转运㊁水解等作用来实现[24]㊂微生物能够有效去除抗生素的残留,可以将抗生素或其中间产物进一步降解,最终转化成H2O和CO2,抗生素的耐药细菌在其微生物降解中起着重要作用[25]㊂此外,不断有学者在环境中筛选出可以降解土壤中四环素类抗生素的菌株,如光合菌㊁乳酸菌㊁放线菌㊁酵母菌㊁发酵丝状菌㊁芽孢杆菌㊁枯草杆菌㊁硝化细菌㊁酵母等都具有降解抗生素的功能[26]㊂成洁等[27]从长期受四环素类抗生素污染的土壤中分离㊁重复驯化,筛选出对四环素类抗生素具有良好降解能力的菌株TJ-2#,其对土壤中的土霉素㊁四环素㊁金霉素的降解率分别达58.3%㊁63.9%和65.5%㊂植物降解是指植物通过直接吸收或根系分泌物以及根系微生物转化对抗生素进行降解,植物降解一般存在3种机制:1)直接吸收有机污染物,并将其转化为在植物组织中积累的无毒代谢物;2)植物根系释放酶,促进持久性有机污染物的降解;3)植物和根际微生物的共同作用[28]㊂陈小洁等[29]研究表明,大漂和凤眼莲在3d内对四环素的去除率分别达80%和90%,大漂对不同浓度的金霉素和土霉素有较好的处理效果,且浓度越高去除率越高㊂3㊀水环境中四环素类抗生素污染治理技术㊀㊀近年来,水体中不断检测到四环素类抗生素,如在中国典型湖泊(白洋淀㊁巢湖㊁鄱阳湖㊁洞庭湖等),主要河流(黄浦江㊁海河㊁辽河等),海湾(渤海湾㊁莱州湾㊁北部湾等)中均检出四环素类抗生素;在美国㊁法国等国家的地表水中同样频繁检出四环素类抗生素[30]㊂Kovalakvoa等[31]研究表明,亚洲国家(中国㊁韩国㊁印度等)和欧洲国家(英国㊁西班牙㊁法国等)的污水处理厂出水和地表水中均有四环素类抗生素的存在㊂目前对含有四环素类抗生素污水的主要去除方法有物理化学法和生物法㊂3.1㊀物理化学法物理化学方法是运用物理和化学的基本理论,通过吸附㊁沉淀㊁氧化还原等物理或化学过程去除水中污染物的方法㊂去除水中四环素类抗生素的物理化学法处理技术主要包括混凝沉淀㊁膜分离㊁吸附㊁臭氧氧化㊁光催化氧化㊁电化学氧化㊁芬顿氧化等,表2总结了不同处理技术的处理效果以及优缺点[32-39]㊂混凝沉淀和吸附是污染物从液体表面转移到固体表面的过程,没有破坏污染物的化学结构,不能将污染物完全降解㊂颗粒活性炭是目前应用最广泛的吸附剂,但活性炭的成本较高[40]㊂膜分离技㊃475㊃第3期展海银等:环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展术是一种新型的分离纯化技术,其利用膜对污染物进行选择性渗透,实现污染物的去除㊂纳滤和反渗透技术是去除四环素类抗生素较有前景的方法㊂臭氧氧化因其高氧化性能可以有效去除四环素类抗生素,但总有机碳(TOC)的去除效果较差,因为臭氧氧化通常能将有机化合物降解为短链羧酸,但不能完全降解为CO2和H2O[41-42]㊂电化学氧化技术氧化效果好,四环素类抗生素去除率高,但高能耗㊁高运行成本限制了其实际应用前景㊂光催化技术环境友好㊁能耗低且具有较高的催化氧化活性,四环素类抗生素和TOC去除率较高,凸显其在四环素类抗生素污水处理中的广阔应用前景㊂表2㊀含四环素类抗生素污水处理技术的处理效果及优缺点Table2㊀Treatment effects and advantages and disadvantages of sewage treatment technology containing tetracycline antibiotics 处理技术污染物处理效果优缺点数据来源混凝沉淀四环素㊁土霉素㊁金霉素去除率约为25%操作简单,易于实现,但去除率低文献[32]膜分离土霉素去除率约为92%成本较低,可回收,但对进水水质要求高,容易受到浓缩水的二次污染文献[33]吸附四环素㊁金霉素㊁土霉素去除率分别为43%㊁57%㊁44%易操作㊁实用,但只能将抗生素从液相转移到固相,不能彻底清除文献[34-35]臭氧氧化四环素浓度低至检出限以下处理效果好,但操作成本高㊁能耗高㊁利用率低文献[36]光催化氧化四环素BiOCl@CEO2光催化剂在4个循环后,120min去除率在80%以上处理成本低㊁环境友好㊁可持续,但目前难以大规模应用文献[37]电化学氧化四环素Ti∕Ti4O7阳极上40min内去除率达95.8%设备简单㊁操作方便安全㊁环境相容性好,但能耗高,运行成本高文献[38]芬顿氧化四环素60min内去除率达88.47%操作简单㊁氧化效率高,但芬顿试剂配比难以控制,腐蚀性高文献[39]3.2㊀生物法四环素类抗生素污水的生物处理法主要包括真菌㊁细菌等微生物的降解以及水生植物修复㊂生物法可以将四环素类抗生素分解为生物体的组成部分,或者最终转化为没有毒性的无机或有机小分子[26]㊂微生物降解处理污水中的四环素类抗生素主要应用于污水处理厂,最常用的方法是活性污泥法的改良工艺,但四环素类抗生素在活性污泥中的去除主要以吸附为主,微生物降解作用较小[43]㊂Wang等[44]研究表明,在活性污泥法处理工艺中,四环素类抗生素的去除主要是由于活性污泥的吸附作用使其从污水中向污泥表面转移㊂Chen等[45]研究了曝气生物滤池对养猪场污水中抗生素的降解效果,结果表明,曝气生物滤池与厌氧㊁好氧调节池相结合可以达到较好的降解效果,土霉素的降解率达到95%以上㊂Yin等[46]在鸡粪混合物中分离出一株能降解四环素的克雷伯氏菌株TR-5,对水中四环素的降解率可达90%㊂植物修复主要通过水生植物的根系吸收和根系微生物转化来降解四环素类抗生素,具有绿色㊁投资费用低㊁无二次污染㊁可以用于治理大面积污染水体等优点㊂植物修复最常见的方式是水生植物滤床和湿地修复系统㊂如廖杰等[47]研究了以水芹和空心菜为载体的水生植物滤床对四环素类抗生素的去除效果,结果表明,水芹滤床对四环素类抗生素的去除率较高,可达到71.83%㊂易礼陵[48]采用芦苇和美人蕉分别构建了复合人工湿地系统,结果表明:美人蕉湿地对四环素㊁土霉素和金霉素的去除率分别为97.27%㊁91.18%㊁83.43%;芦苇湿地分别为97.71%㊁91.46%㊁86.68%㊂去除效果均处于较高水平㊂3.3㊀污水处理厂处理技术含有高浓度抗生素的制药废水不达标排放是造成水环境中四环素类抗生素污染的重要原因,制药废水深度处理是防止抗生素进入水环境的重要手段之一㊂传统的污水处理厂旨在去除高浓度的总有机碳㊁硝酸盐和磷酸盐等营养物质[49-50],其工艺中没㊃575㊃环境工程技术学报第11卷有专门去除抗生素等微污染物[51]的设计㊂因此,污水处理厂对抗生素去除率低,其尾水是水环境中抗生素的主要来源㊂在污水处理厂的常规处理中,吸附㊁生物降解㊁消毒和膜分离是抗生素的主要去除途径,但许多种类抗生素在该过程中不能完全被去除,而是通过尾水和污泥进入环境[52]㊂目前大多数污水处理厂采用常规的生物法处理抗生素制药废水,处理工艺主要包括好氧生物法和厌氧生物法以及厌氧-好氧生物法㊂表3总结了污水处理厂不同处理技术对四环素类抗生素的去除机理及去除率[53-63]㊂表3㊀污水处理厂不同处理技术对含抗生素废水的去除机理及去除效果Table3㊀Removal mechanism and efficiency of antibiotic containingwastewater treatment technology in sewage treatment plants处理技术抗生素种类去除机理去除率∕%数据来源传统活性污泥法四环素㊁土霉素㊁金霉素污泥吸附22㊁44㊁85文献[53-54]序批式反应器土霉素污泥吸附7.7~44.9文献[55]膜生物反应器四环素膜吸附㊁少量生物降解89文献[56]接触氧化法四环素膜吸附㊁生物降解BOD>95,CODʈ80文献[57]氧化沟四环素㊁土霉素污泥吸附㊁生物降解25.96~64.64文献[58]上流式厌氧污泥床四环素污泥吸附,主要为生物降解约90文献[59]循环式活性污泥工艺四环素㊁土霉素污泥吸附61㊁99文献[60] A∕O工艺金霉素污泥吸附㊁生物降解约30文献[61-62] A2∕O工艺四环素污泥吸附㊁生物降解61文献[63]㊀㊀目前,对抗生素废水处理方法的研究已取得较大的成果,但已有的处理技术都有其优缺点㊂单一厌氧系统通常可以有效降低制药废水的化学需氧量,但其性能差异很大㊂厌氧处理性能的差异可以用不同的废水特性来解释,包括盐度㊁毒性以及在厌氧条件下难生物降解有机化合物的浓度等㊂单一的好氧处理往往也无法达到良好的处理效果㊂于是近年来人们对各种技术如何取长补短联合使用,提高处理效率并降低处理成本进行了深入的研究,以应对更复杂的抗生素废水和更严格的排放标准(GB 18466 2005‘医疗机构水污染物排放标准“)㊂如王彩冬等[64]分析了山东新时代药业有限公司抗生素生产园区采用的预处理 水解酸化 生物强化一级处理 Fenton氧化 曝气生物滤池深度处理抗生素制药废水组合工艺的工艺流程㊁运行参数和运行效果,发现其出水水质达到DB37∕599 2006‘山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准“重点保护区域(修改通知单)标准;陈建发等[65]采用厌氧-缺氧-好氧生物处理法(A2O法)+生物滤池+絮凝沉淀组合工艺处理抗生素类制药废水,具有良好的处理效果,其化学需氧量㊁氨氮㊁总磷的平均去除率分别达79.3%㊁66.5%㊁97.7%,出水化学需氧量㊁氨氮㊁总磷等指标均达到GB8978 1996的一级排放标准;Sponza等[66]研究了高效厌氧多室床反应器(AMCBR)和完全搅拌釜反应器(CSTR)联合使用对制药废水的降解率,结果表明该系统可以有效去除制药废水中的抗生素,对土霉素的去除率可达99%;Shi等[67]研究了上流式厌氧污泥床(UASB)与膜生物反应器(MBR)和序批式反应器(SBR)组合处理高盐度制药废水,结果表明UASB+MBR和UASB+SBR系统均实现了出色的有机质去除率,其化学需氧量去除率分别为94.7%和91.8%㊂在实际的污水处理工艺中,一般单纯的生物处理很难将污水中的抗生素完全去除,因此在废水处理系统的前期处理阶段通过物理方法进行预处理以及在最后阶段补充各种先进的化学氧化工艺越来越受到重视㊂4㊀四环素类抗生素污染土壤的治理与修复技术㊀㊀四环素类抗生素在土壤中残留对农业生态安全和人类身体健康造成潜在的威胁,污染土壤修复近年来深受重视,相应的修复技术也成为研究重点㊂经过多年的研究与发展,目前污染土壤的治理与修复技术主要包括物理修复技术㊁化学修复技术和生物修复技术3类㊂物理修复技术主要包括污染土壤蒸气浸提㊁微波∕超声加热㊁热脱附等;化学修复技术主要有固化∕稳定修复㊁氧化还原修复㊁洗脱∕萃取修复㊁光催化降解㊁电动力学修复等;生物修复技术包括植物修复㊁动物修复和微生物修复[68]㊂目前关于㊃675㊃。
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。
四环素类抗生素的环境行为研究进展
动物医学进展,2011,32(4):98 102Pr ogress in Veterinary Medicine四环素类抗生素的环境行为研究进展贺德春1,许振成2*,吴根义1,丘锦荣2,秦国建1(1.湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙410128;2.环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655)摘 要:四环素类抗生素被广泛用于动物疾病的治疗,并长期以亚治疗剂量添加于动物饲料中用于动物疾病的预防和促进动物生长。
由于四环素类抗生素大量使用使其在环境中普遍存在,并导致了细菌耐药性。
研究表明某些四环素类抗生素在环境中具有一定的持久性,因此其在环境中行为引起了众多学者的关注。
论文回顾了四环素类抗生素在环境中残留、迁移转化等方面的研究进展,重点阐述近年来有关四环素类抗生素环境行为方面的研究新成果,并探索提出今后应该开展的研究方向。
关键词:四环素类;环境行为;残留;吸附;降解中图分类号:S859.799.9文献标识码:A文章编号:1007 5038(2011)04 0098 05自20世纪40年代以来,抗生素不仅作为药物用于动物疾病的治疗,同时也作为饲料添加剂用于疾病的预防与促进动物的生长,提高畜禽生产效率,兽用抗生素的使用在促进养殖业快速发展,改善人收稿日期:2011 01 17基金项目:环境保护部公益基金(200809093)作者简介:贺德春(1979-),男(土家族),湖南溆浦人,讲师,博士研究生,主要从事农业毒害污染控制及环境行为研究。
*通讯作者[19] C arriz o L C,Ru ete C M,M anucha W A,et al.H eat shock protein70exp ress ion is associated with inhibition of renal tubuleepithelial cellapoptosis during recovery from low protein feeding[J].Cell Stres s C hap erones,2009,11(4):309 324. [20] M orimoto R I.Regu lation of the heat shock tran scriptionalresp on se:Cros s talk b etw een a family of heat s hock factors,m olecular chap er ones an d negative regulators[J].GenesDev,2008,12:3788 3796.[21] 曾 炯,黄兴国.肉鸡应激机理及其研究进展[J].江西饲料,2009(6):1 4.[22] 许竟成,蔡亚非.动物热激蛋白的研究进展[J].资源开发与市场,2009,25(7):619 622.[23] 赵书景,毛献灵.热休克蛋白与动物机能关系的研究[J].上海畜牧兽医通讯,2009(4):41 43.[24] 刘东武,陈志伟.营养元素调控热休克蛋白研究进展[J].河南师范大学学报,2009,37(1):134 136.[25] 董云伟,董双林,纪婷婷.水生动物热休克蛋白研究进展[J].中国海洋大学学报,2008,38(1):39 44.Advance in Heat Stress Mechanism Effect in AnimalsLI Lin,XU Chen yi,YANG Shu hua,LONG Miao,H E Jian bin (College of A nimal H u sbandr y and Vete rinary M ed icine,S heny ang A g ricultu ral Univ ersity,S heny ang,L iaoning,110161,China) Abstract:Studies hav e show n that the amount of heat shock pr otein's synthesis increases in anim al to avo id the irrever sible damag e that caused by heat stress to the anim al.The heat shock pr otein is a g eneral class of cellular chapero ne protein that can be produced by all living cells after stimulated by the stressor,w hich can participate in the protein folding,assembly,and transpo rt and other activ ities in cells'life processes, and also play s an im por tant ro le in the regulatio n of cell grow th,survival and differentiation.T herefo re, the mechanism,results and pro tection of heat shock protein in the heat stress is described fr om the partici patio n in the heat stress.A s the results of previous studies is summ arized,scientific and detailed outlook to the research prog ress of the heat shock protein may be appeared in som e important o f biomedical area,so as to provide a reliable theoretical basis to reduce the adv erse effects of the heat stress in liv estock produc tion practice effectively.Key words:heat stress;heat shock pr otein;mechanism民生活水平等方面发挥了重要的作用。
环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展
环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展摘要：四环素类抗生素是广泛应用于畜牧业和人类医疗领域的一类重要抗生素，然而，其广泛使用和排放导致了环境中的污染问题。
本文对环境中四环素类抗生素的污染现状进行了介绍，并综述了近年来该领域的污染处理技术研究进展。
目前的处理方法主要包括物理、化学和生物方法。
物理方法主要包括吸附和膜分离技术，化学方法主要包括氧化还原和高级氧化技术，生物方法主要包括微生物降解和植物修复技术。
各种技术方法各有优势和局限性，需要根据实际情况进行选择和优化。
未来的研究重点应放在开发高效、环保的污染处理技术，以减少四环素类抗生素对环境的危害。
关键词：四环素类抗生素，环境污染，处理技术，物理方法，化学方法，生物方法1. 引言四环素类抗生素是一类来源广泛，广泛应用于畜牧业和人类医疗领域的重要抗生素。
然而，其大规模使用和排放导致了环境中的污染问题。
四环素类抗生素具有长期存在和难降解等特性，对环境和生物产生潜在的危害。
因此，研究和开发环境中四环素类抗生素污染的处理技术具有重要的理论和实际意义。
2. 环境中四环素类抗生素污染现状环境中四环素类抗生素污染主要来源于畜牧业和人类医疗活动。
畜牧业是主要的源头，因为四环素类抗生素主要被用于预防和治疗家禽和畜牧业动物的疾病。
同样，人类医疗活动也是一个重要的源头，因为四环素类抗生素是临床上常用的一类抗生素。
3. 物理方法物理方法是处理四环素类抗生素污染的基本方法之一。
其中，吸附技术是常用的一种物理方法，通过吸附剂吸附抗生素分子来实现去除。
常用的吸附剂包括活性炭、沸石等。
另外，膜分离技术也是一种有效的物理方法，通过膜的选择性透过性，将四环素类抗生素分离出来。
4. 化学方法化学方法主要包括氧化还原和高级氧化技术。
氧化还原技术主要是通过氧化还原反应将四环素类抗生素转化为无害的物质。
常用的氧化还原剂包括臭氧、过氧化氢等。
高级氧化技术利用高级氧化剂产生的自由基对四环素类抗生素进行降解。
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。
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动物医学进展,2011,32(4):98 102Pr ogress in Veterinary Medicine四环素类抗生素的环境行为研究进展贺德春1,许振成2*,吴根义1,丘锦荣2,秦国建1(1.湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙410128;2.环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655)摘 要:四环素类抗生素被广泛用于动物疾病的治疗,并长期以亚治疗剂量添加于动物饲料中用于动物疾病的预防和促进动物生长。
由于四环素类抗生素大量使用使其在环境中普遍存在,并导致了细菌耐药性。
研究表明某些四环素类抗生素在环境中具有一定的持久性,因此其在环境中行为引起了众多学者的关注。
论文回顾了四环素类抗生素在环境中残留、迁移转化等方面的研究进展,重点阐述近年来有关四环素类抗生素环境行为方面的研究新成果,并探索提出今后应该开展的研究方向。
关键词:四环素类;环境行为;残留;吸附;降解中图分类号:S859.799.9文献标识码:A文章编号:1007 5038(2011)04 0098 05自20世纪40年代以来,抗生素不仅作为药物用于动物疾病的治疗,同时也作为饲料添加剂用于疾病的预防与促进动物的生长,提高畜禽生产效率,兽用抗生素的使用在促进养殖业快速发展,改善人收稿日期:2011 01 17基金项目:环境保护部公益基金(200809093)作者简介:贺德春(1979-),男(土家族),湖南溆浦人,讲师,博士研究生,主要从事农业毒害污染控制及环境行为研究。
*通讯作者[19] C arriz o L C,Ru ete C M,M anucha W A,et al.H eat shock protein70exp ress ion is associated with inhibition of renal tubuleepithelial cellapoptosis during recovery from low protein feeding[J].Cell Stres s C hap erones,2009,11(4):309 324. [20] M orimoto R I.Regu lation of the heat shock tran scriptionalresp on se:Cros s talk b etw een a family of heat s hock factors,m olecular chap er ones an d negative regulators[J].GenesDev,2008,12:3788 3796.[21] 曾 炯,黄兴国.肉鸡应激机理及其研究进展[J].江西饲料,2009(6):1 4.[22] 许竟成,蔡亚非.动物热激蛋白的研究进展[J].资源开发与市场,2009,25(7):619 622.[23] 赵书景,毛献灵.热休克蛋白与动物机能关系的研究[J].上海畜牧兽医通讯,2009(4):41 43.[24] 刘东武,陈志伟.营养元素调控热休克蛋白研究进展[J].河南师范大学学报,2009,37(1):134 136.[25] 董云伟,董双林,纪婷婷.水生动物热休克蛋白研究进展[J].中国海洋大学学报,2008,38(1):39 44.Advance in Heat Stress Mechanism Effect in AnimalsLI Lin,XU Chen yi,YANG Shu hua,LONG Miao,H E Jian bin (College of A nimal H u sbandr y and Vete rinary M ed icine,S heny ang A g ricultu ral Univ ersity,S heny ang,L iaoning,110161,China) Abstract:Studies hav e show n that the amount of heat shock pr otein's synthesis increases in anim al to avo id the irrever sible damag e that caused by heat stress to the anim al.The heat shock pr otein is a g eneral class of cellular chapero ne protein that can be produced by all living cells after stimulated by the stressor,w hich can participate in the protein folding,assembly,and transpo rt and other activ ities in cells'life processes, and also play s an im por tant ro le in the regulatio n of cell grow th,survival and differentiation.T herefo re, the mechanism,results and pro tection of heat shock protein in the heat stress is described fr om the partici patio n in the heat stress.A s the results of previous studies is summ arized,scientific and detailed outlook to the research prog ress of the heat shock protein may be appeared in som e important o f biomedical area,so as to provide a reliable theoretical basis to reduce the adv erse effects of the heat stress in liv estock produc tion practice effectively.Key words:heat stress;heat shock pr otein;mechanism民生活水平等方面发挥了重要的作用。
随着集约化养殖的发展,大量动物聚集在狭小的空间使得传染性疾病在动物群体中快速传播成为可能,为了防止疾病的大规模暴发,保证养殖企业的利润,药用与饲用抗生素被大量应用于养殖生产实践。
美国农业部的一项调查表明,约93%的猪在生长过程中从日常进食中摄入了抗生素[1]。
今天,兽用抗生素已经成为现代农业与养殖业不可或缺的组成部分。
四环素类抗生素由于其低廉的价格使得四环素类抗生素在世界各国特别是发展中国家大量使用。
在美国,四环素类抗生素在整个抗生素市场占据了15.8%的市场份额[1],我国是世界上四环素类抗生素的生产、使用和销售大国,2008年四环素类药物仅出口量就达1.34 107kg。
许多用于畜牧业生产的抗生素难以被动物肠胃吸收,约30%~90%以母体化合物的形态排出[2],兽用抗生素可通过地表径流的冲刷、渗滤以及非饱和水带的迁移、畜禽粪尿的土地利用、水产养殖直接投药等途径进入环境中。
虽然抗生素可能通过各种来源进入到环境中,然而其是否对人类、陆地和水生生态系统具有负面影响还不得而知。
仅仅在过去的几年里,环境中残留的药物才成为一个重要的研究课题。
目前,兽用抗生素的污染已引起众多学者的关注,成为当前环境研究的热点问题之一。
四环素类抗生素作为应用最为广泛的一类抗生素,其使用后的残留及环境行为也受到了关注。
本文试图对四环素类抗生素的在环境中的残留及环境行为等方面的相关研究进行综述,以期深入了解四环素类抗生素的环境行为。
1 四环素类抗生素简介四环素类抗生素是由放线菌属产生的或半合成的一类广谱抗生素,由放线菌属直接产生的有四环素、土霉素、金霉素。
半合成制取的甲烯土霉素、强力霉素、米诺环素等,具有十二氢化并四苯基结构。
该类药物有共同的A、B、C、D4个环的母核,仅在5、6、7位上有不同的取代基。
四环素类是抗生素中最为便宜的一类,低廉的价格使得四环素类抗生素在发展中国家大受欢迎,不仅作为药物广泛用于人类与动物疾病的治疗,同时也作为添加剂大量使用,用于提高饲料利用效率,促进动物生长。
2 环境中四环素类抗生素的残留许多研究已经证实了抗生素广泛存在土壤、地表水、地下水、沉积物、城市污水以及动物排泄物氧化塘中。
四环素类抗生素由于其低廉的价格,在许多国家大量使用,同时由于四环素类抗生素相对稳定,具有一定的持久性,造成环境中四环素类抗生素的残留,目前在土壤、地表水以及地下水中均检测到四环素类抗生素的存在。
2.1 粪肥中四环素类抗生素残留抗生素使用后不能被完全吸收代谢,约有30% ~90%以母体化合物的形态随尿液或者粪便排出残留于有机粪肥中[2],并且在施用粪肥的土壤中长期存留。
Zhao L等[3]分析了从中国8个省市采集的61个猪粪、54个鸡粪以及28个牛粪样品中的抗生素含量,其中猪粪与牛粪中分别检测到59.06、59.59mg/kg土霉素和21.06、27.59mg/kg金霉素。
张树清等[4]分析了从我国北京、山东、浙江等6省市规模化养殖场采集的32个猪粪与23个鸡粪样品中四环素类抗生素的残留,在猪粪的32个样品中,土霉素平均含量为9.09mg/kg,其范围在1.05mg/kg~134.75mg/kg之间;四环素平均含量为5.22mg/kg,其范围在0mg/kg~78.57 m g/kg之间;金霉素平均含量为3.57mg/kg,其最大浓度为121.78mg/kg。
在23个鸡粪样品中,土霉素平均含量为5.97mg/kg,其范围在2.85 m g/kg~23.43mg/kg之间;四环素平均含量为2.63mg/kg,其范围在0mg/kg~14.56mg/kg之间;金霉素平均含量为1.39m g/kg,其范围在0 m g/kg~19.03mg/kg之间。
张慧敏等[5]在浙北地区采集了93个畜禽粪便样品,检测结果表明,土霉素、金霉素、四环素的检出率分别达到了42%、67%和48%,残留量分别在检测限以下至29.6、16.75、11.63mg/kg。
Carballo E M等测定了从澳大利亚采集的30个猪粪、20个鸡粪与30个土壤样品中四环素类抗生素的含量,检测到猪粪中金霉素、土霉素与四环素的最大含量分别为46、29、23mg/kg[6]2.2 土壤中四环素类抗生素残留畜禽粪便作为有机肥应用于土壤为土壤提供养分是世界通用做法,粪便中残留的抗生素类物质也随着畜禽粪便的利用而进入土壤,并在长期使用粪肥的土壤中累积。