兽药抗生素对植物及土壤微生物影响的研究进展

基于国内外相关研究,本文概述了兽药抗生素对植物毒理效应和对土壤微生物的干扰作用等相关研究成果,有助于了解抗生素污染对生物安全和粮食生产带来的潜在威胁。     

磺胺二甲嘧啶在土壤中的降解动态研究

[目的]揭示环境条件与磺胺二甲嘧啶降解之间的关系，为评价磺胺二甲嘧啶对土壤环境的影响提供依据。[方法]研究了常用兽药抗生素磺胺二甲嘧啶在土壤中的降解动态以及土壤含水量、微生物、光照等不同环境条件对磺胺二甲嘧啶在土壤中降解的影响。[结果]研究表明，磺胺二甲嘧啶在土壤中的降解遵循一级动力学方程。磺胺二甲嘧啶在土壤中的降解主要是光降解和化学降解，微生物降解只占很小的比例；土壤含水量的增加明显加快了磺胺二甲嘧啶残留的降解速率。[结论]可以通过提高土壤含水量等方法加速磺胺二甲嘧啶的降解，以降低其对环境土壤和水体的污染风险。     

残留兽药在环境中的迁移与转归

综述了兽药中的抗生素在环境中的检出,畜禽粪便中的抗生素在土壤、地表水环境和地下水环境之间的迁移,并简要总结了不同兽药在环境中的降解,最后讨论了兽药对环境的生态毒性。     

农田系统中兽用抗生素的污染及其行为研究进展

抗生素在畜禽生产中的大量使用及其大部分可残留于畜禽粪便中并以有机肥形式进入农田,增加了其对生态环境及农作物生产的危害,加速了抗生素抗性基因的迁移与传播,可对人类和生态系统健康产生深远的影响.兽用抗生素及其代谢产物在土壤环境中能维持很长时间的活性,认识兽用抗生素在农业系统中的残留、迁移规律及其生理毒害作用对全面了解兽用抗生素的环境行为,保障农产品安全具有重要的意义.本文从农田系统中抗生素的来源、土壤中抗生素的残留、植物对抗生素的吸收、抗生素对土壤微生物的影响、土壤对抗生素的吸附及农田系统中抗生素的消解与迁移等方面对农田系统中兽用抗生素污染及其行为的研究进展进行了综述,并探讨了今后需要加强研究的科学问题.     

兽药磺胺间甲氧嘧啶对土壤呼吸及酶活性的影响

为评价兽药污染对土壤生态环境造成的潜在环境风险,采用室内培养的方法,研究了兽药抗生素磺胺间甲氧嘧啶对黄潮土土壤微生物呼吸及土壤酶活性的影响。结果表明,磺胺间甲氧嘧啶可显著影响土壤呼吸强度,抑制率和激活率分别可达72%和254%,药物对土壤酶活性的影响小于其对土壤呼吸强度的影响。在添加磺胺间甲氧嘧啶的前11d,其对脲酶活性的影响主要以抑制作用为主;药物对蔗糖酶活性的影响较为明显,最大抑制和激活率可分别达到18%和30%;磺胺间甲氧嘧啶作用于过氧化氢酶和磷酸酶主要表现为激活效应,最大激活率分别为17%和25%。在试验浓度范围内,土壤微生物呼吸及酶活性的抑制率或激活率呈现一定的波动性。     

猪粪便中兽药盐霉素残留的降解动态研究

兽药抗生素在畜禽养殖生产中被大量使用,由于这些药物的大部分会被排入粪便并随粪便作为肥料而随处散播,增加了环境风险。通过实验室模拟不同的环境条件,研究了常用兽药抗生素——盐霉素在畜禽粪便中的降解动态及其影响因素(如药物残留浓度、粪便含水量、微生物及光照等)。结果表明,盐霉素在粪便中的降解主要是微生物降解,光降解和化学降解只占很小比例,灭菌组的降解速率明显低于未灭菌组(P<0.05),而光照对盐霉素的降解速率影响不大(P>0.05);盐霉素的降解速率随粪便中盐霉素起始浓度增加而降低,表明粪便中降解微生物对盐霉素的浓度敏感;粪便含水量的增加明显加快了盐霉素残留的降解速率,因而在粪便施入农田前,可以通过降低粪便中盐霉素残留浓度或提高粪便含水量等方法加速盐霉素的降解,以降低其对环境土壤和水体的风险。     

中兽药作为饲料添加剂的功效研究

中兽药在我国养殖业上具有悠久的历史和广泛的应用,尤其是在食品卫生安全被高度重视的今天,中兽药代替抗生素作为饲料添加剂得到了普遍认可。中兽药富含动物必需营养物质并且有助脾胃调节,可抵抗病毒、细菌、寄生虫等多种病原微生物,还可通过提高特异和非特异免疫来增强畜禽免疫力,同时具有体内、体外的抗氧化作用。除此之外还能增加肉质风味和维持内环境稳态等。     

猪粪便中兽药盐霉素残留的降解动态研究

兽药抗生素在畜禽养殖生产中被大量使用,由于这些药物的大部分会被排入粪便并随粪便作为肥料而随处散播,增加了环境风险.通过实验室模拟不同的环境条件,研究了常用兽药抗生素--盐霉素在畜禽粪便中的降解动态及其影响因素(如药物残留浓度、粪便含水量、微生物及光照等).结果表明,盐霉素在粪便中的降解主要是微生物降解,光降解和化学降解只占很小比例,灭菌组的降解速率明显低于未灭菌组(P＜0.05),而光照对盐霉素的降解速率影响不大(P＞0.05);盐霉素的降解速率随粪便中盐霉素起始浓度增加而降低,表明粪便中降解微生物对盐霉素的浓度敏感;粪便含水量的增加明显加快了盐霉素残留的降解速率,因而在粪便施入农田前,可以通过降低粪便中盐霉素残留浓度或提高粪便含水量等方法加速盐霉素的降解,以降低其对环境土壤和水体的风险.     

猪粪便中兽药盐霉素残留的降解动态研究

兽药抗生素在畜禽养殖生产中被大量使用,由于这些药物的大部分会被排入粪便并随粪便作为肥料而随处散播,增加了环境风险。通过实验室模拟不同的环境条件,研究了常用兽药抗生素——盐霉素在畜禽粪便中的降解动态及其影响因素(如药物残留浓度、粪便含水量、微生物及光照等)。结果表明,盐霉素在粪便中的降解主要是微生物降解,光降解和化学降解只占很小比例,灭菌组的降解速率明显低于未灭菌组(P<0.05),而光照对盐霉素的降解速率影响不大(P>0.05);盐霉素的降解速率随粪便中盐霉素起始浓度增加而降低,表明粪便中降解微生物对盐霉素的浓度敏感;粪便含水量的增加明显加快了盐霉素残留的降解速率,因而在粪便施入农田前,可以通过降低粪便中盐霉素残留浓度或提高粪便含水量等方法加速盐霉素的降解,以降低其对环境土壤和水体的风险。     

沼肥对农田土壤的潜在污染分析

对辽宁省昌图县的饲料、猪粪、沼肥以及连续施用沼肥6年的土壤进行取样测定,分析了沼肥从源头到土壤施用过程中重金属与抗生素类兽药的含量变化。结果表明:施用沼肥的土壤重金属类残留现象总体不明显,但Cu、Zn含量明显增高;沼肥与对应土壤中重金属、兽药残留量具有相关性(相关系数为0.910),施用沼肥后土壤中抗生素类兽药残留检出率为41.7%,环丙沙星类残留量为9.66 mg/kg,均高于对照土壤。研究表明该地农田生态系统长期施用沼肥仍然存在污染风险。     

我国土壤畜禽粪便抗生素残留研究进展

近年来随着抗生素的广泛使用，土壤中的抗生素残留对农业生产和发展产生了负面影响，这些抗生素的来源之一是规模化畜禽养殖中产生的畜禽粪便，这些抗生素残留会对生态环境及人类健康存在潜在危害。针对目前状况，本文总结分析了我国畜禽粪便中的抗生素来源；畜禽粪便中残留的抗生素对土壤及农作物的影响；以及如何降低畜禽粪便中的抗生素残留。     

基于农田土壤抗生素生态风险值的畜禽粪污农田承载力估算

针对有机肥施用中,畜禽粪便中抗生素造成农田土壤生态风险的问题,对抗生素在养殖业-种植业生产系统中的流动与降解过程进行分析,建立基于农田土壤抗生素生态风险值的畜禽粪污农田承载力估算模型,以黑龙江农垦和新疆生产建设兵团的养殖业-种植业生产系统为研究对象,计算获得相应的畜禽粪污农田承载力。结果表明:1)黑龙江农垦和新疆生产建设兵团每hm2农田可承载的猪当量分别为58和66头。2)在畜禽粪便有机肥施用过程中,黑龙江农垦和新疆生产建设兵团农田土壤抗生素生态风险防范应以磺胺嘧啶和恩诺沙星等高生态风险抗生素为主。建议黑龙江农垦和新疆生产建设兵团未来设立地方标准,严控畜禽粪便中抗生素残留量,尤其高生态风险的抗生素种类;增强畜禽舍的环境调控,保障动物生长环境健康;优选畜禽粪便处理工艺,配套处理设施设备。     

洱海流域畜禽饲料·粪便·土壤中四环素类抗生素残留分析

[目的]研究洱海流域畜禽粪便、饲料和土壤中的四环素类抗生素残留状况。[方法]以云南省洱海流域养殖业链为研究对象,采样分析了11个饲料样品、10个粪便样品、21个土壤样品中土霉素、四环素、金霉素残留状况。[结果]饲料中四环素、土霉素、金霉素的检出率分别为100%、100%、50%,其中猪饲料中土霉素、金霉素含量最高,其次是鸡饲料,奶牛饲料添加的抗生素相对较低;粪样中土霉素检出率为100%,四环素检出率为80%,金霉素检出率为90%,其中鸡粪中残留的抗生素最高;土壤抗生素残留较低,金霉素的检出率为66.6%,四环素、土霉素均未检出。[结论]洱海流域养殖业残留抗生素对环境和人体健康的风险较低。     

土霉素污染对土壤生物学性质影响的初步研究

为了解随粪肥进入农田中的土霉素对土壤生物化学性质产生的可能影响,采用实验模拟方法研究了土霉素污染对土壤微生物生物量碳、土壤酶活性及微生物组成的影响.结果表明,土霉素污染对土壤细菌、放线菌数量和微生物总量均有一定的抑制作用,随土霉素污染程度的提高抑制作用也有所增强;但土霉素污染对真菌的作用较为复杂,一般是低浓度时有促进作用,高浓度时有抑制作用.低量土霉素污染对土壤脲酶和中性磷酸酶活性均无明显的影响,但高量的土霉素污染对土壤脲酶活性起抑制作用.土霉素对土壤微生物生物量碳的影响因土壤类型、土霉素加入量和培养时间不同有所差异.土霉素污染对土壤生物化学性质的影响主要发生在土霉素进入土壤的初期,随着时间的增加,影响逐渐减弱和消失.     

畜禽粪污抗生素对土壤生物学效应的Meta分析

为研究养殖粪污抗生素土壤残留风险,从数据库文献检索获得国内外近10年来发表的相关论文,通过统计分析论文的结果,以获得现有相关研究的主要结论和主要趋势。利用关键词检索获得相关论文,通过Meta分析(Meta-analysis)的方法分析论文中关于氟喹诺酮类、四环素类和磺胺类这3类抗生素在土壤中残留的影响因素及对土壤微生物多样性的影响。结果表明:抗生素进入土壤后前7 d降解速率较快,之后会逐渐趋于平缓,第30 d时氟喹诺酮类、四环素类、磺胺类抗生素的最终降解率分别为77%、85%、91%。土壤类型、pH能显著影响抗生素的降解率,弱酸性土壤更有利于抗生素降解。3种抗生素在土壤中浓度大于10mg·kg~(-1)时会抑制土壤微生物多样性,影响能力为氟喹诺酮磺胺类四环素类。土壤中抗生素能够自然降解,30 d内降解能力表现为磺胺类四环素类氟喹诺酮类,土壤pH越低,降解效果越好;抗生素对土壤微生物多样性存在显著影响,抗生素浓度越大抑制越明显;土壤pH在4.3～9.4的范围内时,pH越高抗生素对土壤微生物多样性的影响越强。     

施肥方式对蔬菜地土壤中8种抗生素残留的影响

从浙江省杭州、嘉兴和绍兴等3个地级市采集了4种不同施肥方式下(分别为施用畜禽粪+化肥、商品有机肥+化肥、沼渣+化肥和单施化肥)的蔬菜地表层土壤样品44个,分析了4类8种抗生素(包括四环素类抗生素的土霉素、四环素和金霉素,喹诺酮类抗生素的恩诺沙星,磺胺类抗生素的磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑及大环内脂类抗生素的泰乐菌素)的残留情况,探讨了施肥方式对蔬菜地土壤中抗生素残留的影响。结果表明,蔬菜地土壤中抗生素的检出率和残留含量与施肥方式密切相关。8种检测的抗生素中土霉素的检出率和残留含量明显高于其他种类的抗生素,土霉素的平均含量占8种抗生素总量平均值的67.03%。抗生素的检出率和平均含量由高至低依次为:土霉素>磺胺二甲嘧啶>恩诺沙星>四环素>磺胺甲噁唑、泰乐菌素>金霉素>磺胺嘧啶;四环素类抗生素>磺胺类抗生素。土壤中各类抗生素的检出率及含量均为施用畜禽粪的蔬菜地>施用商品有机肥的蔬菜地>施用沼渣的蔬菜地>单施化肥的蔬菜地,施用畜禽粪的蔬菜地土壤中抗生素残留量明显高于其他蔬菜地。试验结果表明,畜禽粪是蔬菜地土壤抗生素的主要来源,商品有机肥和沼渣的施用对蔬菜地土壤中抗生素的残留也有一定的贡献。     

典型养鸡场及其周边土壤中抗生素的污染特征和风险评估

为了解畜禽养殖场中抗生素污染特征和生态风险,选取天津市5家典型规模化养鸡场,分别采集新鲜鸡粪、周边近土,及远离养鸡场的对照远土,用UPLC-MS/MS法检测分析5类兽用抗生素[磺胺类(SAs)、四环素类(TCs)、喹诺酮类(QLs)、大环内酯类(MAs)、β-内酰胺类(β-lactams)]的污染现状,利用风险商值(RQ)法对养鸡场周边土壤环境中的抗生素污染进行生态风险评价,并提出消减典型兽用抗生素的对策。结果表明:天津市5家典型养鸡场新鲜鸡粪样中∑SAs、∑TCs、∑QLs、∑MAs、∑β-lactams的均值分别为4.11、143.34、90.46、258.14μg·kg^-1和4.06μg·kg^-1,养鸡场周边近土及对照远土的土壤样品中∑SAs、∑TCs、∑QLs、∑MAs、∑β-lactams检出浓度范围分别为3.15~8.51、9.92~133.95、2.48~13.72、0.03~2.33、0.01~0.40μg·kg^-1;环境因子与抗生素浓度的冗余分析结果显示,TP、pH及TN对土壤样品中抗生素浓度的影响较大,占抗生素浓度差异性总解释方差的56.35%;生态风险评价结果表明,养鸡场土壤样品中磺胺嘧啶(SD)、磺胺甲恶唑(SMX)生态风险最高,全部表现为高风险。总体上,养鸡场周边近土RQ值高于对照远土的RQ值;RQ差值表明,养鸡场a、b周边近土中4大类抗生素均存在较高的生态风险。因此,养殖场及其周边土壤中抗生素污染应从源头控制使用,在畜禽粪便污染过程中寻找抗生素消减关键技术,降低抗生素的生态风险。     

畜禽粪便中抗生素抗性基因(ARGs)污染问题及环境调控

抗生素在畜禽养殖业的大量使用造成抗生素抗性基因(ARGs)污染日益严重。动物体内诱导出的抗性菌株随粪便排出后,通过基因水平转移进入土壤进而污染土壤和地下水环境。堆肥作为一种将粪便资源化的优良传统方法,能否有效去除畜禽粪便中的ARGs而防止环境污染值得探讨。通过总结畜禽粪便ARGs污染现状,粪便堆肥过程中微生物群落结构变化与影响微生物变化的因素以及堆肥可能对粪便中ARGs造成的影响,提出将堆肥作为去除畜禽粪便中ARGs的一种有效手段,利用堆肥产生的高温去除抗性菌株和抗性质粒等,并且考虑加入能直接灭杀肠道微生物的化学抑制剂(如石灰氮、胺类、吲哚等),实现降低畜禽粪便ARGs丰度的可能。据此强调开展畜禽粪便中ARGs研究的必要性,认为将堆肥和ARGs研究结合起来,可以有效地降低这种新型污染物的污染水平。     

天津市家庭养殖环境中抗生素污染特征与风险评估

为了解我国农村地区家庭养殖环境中抗生素的污染特征,选取天津市蓟州区20户家庭养殖场为研究对象,采用固相萃取-高效液相色谱-质谱串联法,分析了4大类37种兽用抗生素在畜禽粪污中的污染特征及其对周边农田土壤的影响。结果表明,4大类抗生素在各种环境介质中均有检出,废水中检出率(0~80.0%)>粪便中检出率(0~74.4%)>土壤中检出率(0~35.0%),其中四环素类抗生素检出率高于其余3类抗生素。猪粪中抗生素总浓度的平均值(75.78 mg·kg^-1)分别为鸡粪(5.80 mg·kg^-1)和牛粪(0.26 mg·kg^-1)的13.1倍和291.4倍,猪场废水中抗生素总浓度的平均值(549.85μg·L^-1)是牛场废水总浓度平均值(5.27μg·L^-1)的104.3倍。此外,针对不同类型猪粪中抗生素残留的研究结果显示,肥猪粪(156.59 mg·kg^-1)>仔猪粪(49.38 mg·kg^-1)>母猪粪(23.97 mg·kg^-1)。对养殖场周边土壤研究表明,粪肥施用是土壤中抗生素污染的主要来源,且猪场周边土壤中抗生素污染倍数最高。研究表明,家庭养殖环境介质中抗生素污染非常普遍,其中四环素类抗生素在各环境介质中残留水平均为最高。抗生素的残留对环境产生了一定的生态风险,粪肥的还田利用可增加土壤中抗生素的生态风险,且废水中抗生素风险高于土壤中抗生素风险。     

畜禽粪便中残留四环素类抗生素和重金属的污染特征及其控制

兽用抗生素和微量重金属作为饲料添加剂广泛用于畜禽养殖业,但超量使用是导致畜禽粪便中高浓度抗生素和重金属残留的根本原因。随着我国畜禽养殖业的规模化发展,畜禽粪便中残留的四环素类抗生素和重金属（铜、锌、砷）及其复合污染对生态环境和人类健康构成了巨大的潜在威胁。针对这种状况,总结了我国四环素类抗生素（包括四环素、土霉素和金霉素）和微量重金属元素（铜、锌、砷）在畜禽粪便中的残留量及其区域分布特征,并概述了这两类物质在畜禽粪便生物处理过程（堆肥和厌氧消化）中的转化、降解及其影响。畜禽粪便中残留的抗生素和重金属可导致环境中出现耐药菌与抗性基因,是环境与健康领域的又一重大挑战,其影响不容忽视。