四环素类抗生素生物降解研究进展

四环素类抗生素是一类以并四苯结构为母核的广谱抗生素,被广泛应用于医疗、畜牧、水产等行业,通过粪便和尿液排出造成土壤、水体严重污染。本文概括了四环素类抗生素的微生物降解、植物修复、人工湿地以及微生物燃料电池的降解机理、影响因素和研究进展,以期为其生物降解后续研究提供参考     

四环素类抗生素生态毒性研究进展

四环素类抗生素是使用最广泛、用量最大的抗生素种类之一,其在环境中的大量残留带来了潜在的环境风险.本文介绍了四环素类抗生素目前在世界范围内的使用情况以及污染水平;并围绕微生物、植物、动物和土壤生物的生态毒性对四环素类抗生素的生态毒性进行阐述,总结了四环素类抗生素在群落、个体、细胞和分子水平上的生态毒性.最后,分析了目前对四环素类抗生素在土壤中的生态毒性研究相对滞后的原因,对今后的研究重点进行了展望.     

四环素类抗生素快速分析方法研究进展

四环素类抗生素是一类广谱性抗生素,对大多数革兰氏阳性和阴性菌均有抑制作用,广泛应用于疾病治疗或饲料添加剂以促进动物生长;四环素类抗生素的大量使用,使其广泛残留在水体、土壤、动物性食品中,对人体和环境会造成潜在危害。目前,四环素类抗生素的检测方法主要有微生物法、免疫分析方法、仪器分析方法,其中以抗原抗体特异性结合为基础的免疫分析方法在四环素类抗生素的快速分析中占有重要地位,并随着不同的识别元件和分析方法的引入,不断丰富和发展。主要综述了能够特异性识别四环素类抗生素的生物元件以及各种快速分析方法在四环素类抗生素检测中的应用,以期为该领域的发展趋势和方向提供参考。     

微生物降解抗生素的研究进展

近几十年来航生素的大量使用所引起的公共健康、资源利用和环境污染等问题倍受社会关注。由于微生物对抗生素削减的高效、低耗、环保和操作简单等优点,微生物降解法已成为处理抗生素污染的有效途径。在综述近几十年来利用微生物方法处理抗生素污染的技术、抗生素降解功能微生物的筛选、降解条件优化、降解效果及其降解机制等方面研究进展的基础上,指出了今后的研究方向。     

1株耐铜、锌离子土霉素降解菌的筛选鉴定及特性

【目的】铜、锌离子和土霉素作为养殖业中常用饲料添加剂,在畜禽粪便和污水中大量残留,形成了复合污染。本文在铜、锌离子的胁迫下筛选出降解土霉素的菌株。【方法】通过选择培养基,从养殖废水中筛选分离出1株土霉素降解菌DJI,优化其降解条件,测定DJ1菌株对其他四环素类抗生素和氯霉素的耐受性。【结果】通过菌株形态学特征及18S rDNA序列比对分析,确定DJ1菌株为Cutaneotrichosporon cutaneum。该菌在pH7、温度30℃、装液量50 mL(使用250 mL三角瓶)、底物质量浓度200 mg/L、接种量为1%(φ)的条件下,培养5 d后对土霉素的降解率为78.83%。在低质量浓度(50 mg/L)土霉素的培养基中,添加50 mg/L Zn~(2+)抑制了土霉素的降解;而在高质量浓度(200mg/L)土霉素培养基中,添加50 mg/L Cu~(2+)抑制了土霉素的降解。菌株DJ1对四环素类抗生素及氯霉素具有高耐受能力,耐受均超过700 mg/L,能在抗生素与重金属铜、锌离子二元交叉培养基平板上生长,具有耐抗生素与重金属的双重抗性。【结论】菌株DJI具有高耐受四环素类抗生素、氯霉素、铜和锌离子的能力,能高效降解土霉素,可在环境抗生素污染防治中发挥积极作用。     

抗生素在土壤中的环境风险及锰氧化物修复技术的研究进展

土壤中以四环素类为代表的抗生素的污染较为严重,会对土壤环境产生诸多生态风险,并威胁着人类的健康。本文主要介绍了土壤中抗生素的污染现状、抗生素污染对土壤生物和人类健康的危害以及土壤环境中抗生素的主要降解方式,着重综述了锰氧化物修复技术对抗生素污染土壤修复的作用、机理和影响因素等方面的研究进展,并对今后抗生素污染土壤的锰氧化物修复研究进行了展望。     

养殖废水中抗生素的植物修复研究进展

养殖废水中抗生素是一类新型的有机污染物,其中以四环素类抗生素最为典型。这种污染物正对人类健康和水生生态系统安全产生持久的、潜在的威胁。本文主要介绍了养殖废水中抗生素的污染现状、危害及修复方法,着重综述了植物修复技术在水体抗生素污染去除中的作用、影响因素及机理等方面的研究进展。并对今后有关养殖废水中抗生素的植物修复研究进行了展望。     

高温堆肥对畜禽粪中抗生素降解和重金属钝化的作用

 【目的】规模化养殖畜禽粪中含有多种抗生素药残和重金属元素，其对畜禽粪在农业中利用的影响已引起广泛的重视。通过试验研究探索对畜禽粪中抗生素降解和重金属钝化的技术途径。【方法】利用高温堆肥方法，比较不同堆肥处理对畜禽粪中四环素类抗生素TTC（四环素）、OTC（土霉素）和CTC（金霉素）的降解特点以及对重金属Cu、Zn、Cr、As元素水溶态的影响。【结果】不同堆肥处理的TTC、OTC、CTC均以P+S处理、C+S处理去除效果最好；添加专门选择的BM菌剂可以促进四环素类抗生素的降解，添加BM菌剂处理对TTC、OTC、CTC的降解去除效果好于P+S＋TCs处理和C+S＋TCs处理。所有处理对OTC降解去除效果较差，C+S＋OTC处理去除率最低为40.23%。所有堆肥处理降解去除率由大到小的顺序均为：TTC＞CTC＞OTC。添加风化煤堆肥处理对水溶态Cu、Zn、Cr、As的钝化效果显著地好于P+S和C+S处理。猪粪堆肥添加风化煤钝化剂处理的Cu、Zn、Cr、As元素水溶态含量,堆肥后比堆肥前分别减少了6.17%、6.40%、4.17%和1.83%。鸡粪堆肥添加风化煤钝化剂的处理，堆肥后比堆肥前分别减少了7.07%、5.69%、5.50%和2.07%。【结论】在不同堆制条件下，高温堆肥对四环素类抗生素具有不同程度的降解效果，外源添加有益降解菌剂有助于抗生素药物残留的去除；高温堆肥也可以降低重金属生物有效性，风化煤对畜禽粪堆肥中的水溶态重金属元素具有钝化作用。     

养殖废弃物堆肥中抗生素和抗性基因的降解研究

抗生素的滥用及排放会造成细菌产生耐药性以及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)的传播和扩散。畜禽粪便是导致环境中抗生素污染的主要来源之一。本文综述了四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、β-内酰胺类、磺胺类和氨基糖苷类等在水土环境中广泛存在的抗生素及其环境残留水平和对动植物、微生物的影响,分析了当前利用堆肥技术降解畜禽粪便中抗生素和ARGs效果及机制的研究情况。总结得出,猪粪中抗生素残留量最高,其中四环素类残留量为1390~354 000 mg·kg^-1,磺胺类170.6~89 000 mg·kg^-1,氟喹诺酮类411.3~1 516.2 mg·kg^-1,硝基呋喃类85.1~158.1 mg·kg^-1,大环内酯类1.4~4.8 mg·kg^-1。堆肥对大部分抗生素具有好的降解效果,其中四环素类抗生素降解率为62.7%~99%,磺胺类为0~99.99%,对大环内酯类几乎可以完全降解,但是,堆肥无法降解喹诺酮类抗生素。养殖废弃物堆肥过程中,ARGs的降解情况同样因抗生素种类和堆肥方式而不同。已有的研究表明,除大环内酯类ARGs外,堆肥对其他ARGs均具有有效的降解效果,降解率为50.03%~100%。堆肥初期的优势菌门是厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门;堆肥结束后放线菌门成为最优势菌门。初始抗生素的浓度不影响堆肥结束时微生物的群落组成。温度和pH是影响抗生素降解的最主要因素,而ARGs的降解效果主要受温度影响。     

石油污染土壤的微生物修复技术研究进展

利用微生物修复技术对石油污染土壤进行处理是现代新型的一种经济、高效且生态可承受的绿色清洁技术。目前,越来越多的国内外学者在解决石油污染土壤问题中引进微生物修复技术。总结了石油污染土壤微生物修复技术的修复类型;能够降解石油烃类物质的微生物种类、复合菌群及利用基因工程构建石油高效降解菌;影响石油烃降解菌降解效率的多种因素,探讨了石油污染土壤的微生物修复技术中存在的问题及应用前景,以期为进一步研究提供参考。     

联苯菊酯降解菌筛选及其反应条件优化

采用富集培养的方法,从农药厂废水处理池污泥中分离出一株对联苯菊酯有较强降解能力的菌株TS 1,并研究了初始pH、培养温度、联苯菊酯初始质量浓度、摇床转速、接种量、外加碳源质量分数对该菌株联苯菊酯降解能力的影响。结果表明: TS 1菌为革兰氏阴性杆菌,能以联苯菊酯为唯一碳源生长,其降解联苯菊酯的最佳反应条件为: pH 70,培养温度30℃,联苯菊酯初浓度200 mg·L-1,摇床转速150 r·min-1,接种量10%,外加碳源葡萄糖为100 mg·L-1。     

参与玉米秸杆降解的真菌类型研究

为了研究玉米秸秆降解过程中真菌活动规律,采集正在腐烂的玉米秸秆,通过平板分离、透明圈平板筛选及纤维素酶、木质素酶、果胶酶活性测定,记录菌体类型及酶活状况。结果表明,19种真菌参与其降解过程,其中纤维素降解菌11种,木质素降解菌9种,同时发现3种菌具有果胶降解能力且菌株酶活较高。说明在纤维素酶产生菌、木质素酶产生菌联合作用于秸秆降解的同时,果胶降解菌群也是秸秆降解菌的重要组成之一。     

土壤生物退化及其修复技术研究进展

在阐述土壤生物退化概念和退化机理的基础上,论述了土壤生物退化的不可避免性和防治的重要性;比较了土壤生物退化治理与生态恢复;提出了土壤生物退化的防治措施;建议按照恢复生态学的原理组织植物保护学、土壤学、植物营养学、土壤微生物学、植物生态学及化学生态学多学科联合攻关,从微观生态恢复角度对土壤生物退化问题展开研究。     

苯胺降解菌的筛选及降解特性分析

采用富集培养法从污水处理厂浓缩污泥中获得一株能够高效降解苯胺的菌株AD-3,通过单因素试验和正交试验,得到苯胺降解最佳务件为温度30℃、初始pH 7.0、培养时间48 h和苯胺最大耐受浓度2 500 mg/L,此时的苯胺降解率达99.7％;重金属离子对该菌株降解苯胺有一定的抑制作用,其中Ag+和Hg2+的抑制作用较明显.     

复合降解菌降解吡虫啉的特性研究

把经长期驯化处理的活性污泥,经过摇瓶培养法富集培养,取混合菌对其降解吡虫啉的降解特性进行研究,在30℃,pH=7、吡虫啉初始浓度为100mg/L、接菌量为10ml,20r/min摇床培养条件下分别对温度、pH值、吡虫啉初始浓度、接菌量的影响进行研究.结果表明:最佳影响条件分别为30℃、pH=7、400mg/L,5ml接菌量.其降解速率常数、半衰期及降解动力学方程分别为0.1345、5.2d和Ct=98.579e-0.1345t;0.1345、5.2d和Ct=98.579e-0.1345t;0.1622、4.3d和Ct=398.81e-0.1622t;0.1419、4.9d和 Ct=99.327e-0.1419t.     

土地退化防治综述

本文论述了国内外土地退化研究状况和含义以及类型,在此基础上,进一步阐述了人类活动加速了土地退化的进程,最后提出了综合防治对策。     

污染生态退化与生态整治研究

从生态退化与退化生态学、污染生态退化与生态整治等若干方面进行了综述。指出,解决污染生态退化问题必须将生态修复和生态恢复结合起来进行生态整治。     

污水中氯苯类化合物降解菌的筛选及降解特性的研究

采用传统的方法进行分离、纯化、筛选、检测,得到氯苯类化合物的降解菌,对其降解率进行研究,并通过16S rRNA进行分离鉴定。结果表明,共筛选出4株具有降解活性的菌株,在18℃、pH 7.2时降解率较高。初步鉴定4株菌株分别为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、炭疽杆菌(B.anthraci)、同温层芽孢杆菌(B.stratosphericus)。     

聚乙烯地膜降解过程与机理研究进展

为探讨聚乙烯地膜的降解过程及影响因素,从聚乙烯材料的分子结构与特性入手,结合国内外最新研究进展,系统论述了聚乙烯分子的降解过程、产物、机理与作用因素。文章指出聚乙烯分子较高的结晶度与相对分子质量、较强的疏水性与分子间作用力是导致其难以降解的主要因素;其中,聚乙烯分子间共价键的氧化断裂是整个降解过程的限速反应。环境中较强的光能、热能、机械作用力等能够促进聚乙烯分子键的氧化断裂,使聚乙烯分子非结晶区及小型结晶区域解聚成亲水性低聚物或小分子,并最终在微生物作用下完全分解为CO_2、H_2O、CH_4、生物质等微生物代谢产物。深入系统开展聚乙烯分子降解机理的系统研究,不仅可以科学评价残留地膜对环境的影响,而且能够指导聚乙烯地膜配方改进,降低聚乙烯地膜残留污染。     

二氧化碳基塑料降解性能的研究

[目的]研究二氧化碳基塑料的降解性能.[方法]以PPC为原料,通过生物降解、热氧化降解和光降解研究了PPC的降解性能.利用乌式粘度计测定了降解过程中PPC塑料的分子量变化;利用傅里叶变换红外光谱仪表征了降解过程中PPC的红外光谱特性.[结果]PPC薄膜在27℃恒温培养箱中生物降解15 d后,降解效果明显.180℃热氧化降解36 h,PPC塑料的分子量减少了63％.光氧化降解5d后,PPC塑料的分子量减少了约85％.[结论]与生物降解相比,PPC塑料的热氧化和光降解程度更为明显.