农业环境领域抗生素抗性基因的文献计量研究

为深入了解农业环境领域抗生素抗性基因(ARGs)研究的整体状况和前沿动态,以科学引文索引(science citation index expanded,简称SCI-E)的在线数据库为基础,对1995—2016年期间全球范围内相关的文献报道开展了计量学分析,全面评价了研究内容、研究热点及发展趋势。自2009年开始,农业环境领域中ARGs相关的文献报道迅速增加,研究范围包括污染调研、安全评价、消减机制与扩散等方面。对作者关键词(author keywords)、附加关键词(keywords plus)、题目(title)及摘要(abstract)综合分析的结果表明,当前研究的热点抗生素类型包括四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类,它们在未来依然是持续被关注的对象。ARGs相关的热门研究基质包括废水、土壤、地表水、粪便、饮用水等,且我国是相关论文研究最多的区域。根据文献计量分析的结果,ARGs污染引起的微生物群落改变、PCR技术、重金属协同选择抗性、风险评估等是农业环境领域ARGs研究的热门话题。     

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。     

鸡饲料中抗生素耐药菌和耐药基因污染初探

利用超高效液相色谱串联质谱法测定12份饲料样品中80种抗生素的残留情况,用抗性培养基筛选法对6类耐药细菌进行分离、计数,并用荧光定量PCR法对17个耐药基因进行定量分析。结果表明:仅食槽样品中发现磺胺氯吡嗪、强力霉素、氟苯尼考3种抗生素的残留,残留量分别为0.082 mg∕kg、0.005 mg∕kg、0.014 mg∕kg。多数饲料样品中均检出环丙沙星(Ciprofloxacin,Cip)、头孢噻肟钠(Cefotaxime Sodium Salt,Ctx)、盐酸强力霉素(Doxycycline hyclate,Dox)、四环素(Tetracycline,Tet)、红霉素(Erythromycin, Erm)、磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,Sul)的耐药菌,浓度在10~3—10~7CFU∕g。样品中耐药基因总数在10~5—10~8 copies∕g,其中tet类和sul2基因在食槽饲料样品中的含量较高,且与其他几类饲料样品具有显著性差异。推测鸡饲料中的抗生素耐药菌是禽源耐药菌的潜在来源之一。     

天津市家庭农场养殖粪污耐药基因赋存特征及风险评估

为了解家庭农场养殖粪污中抗生素耐药基因(ARGs)的赋存特征及潜在风险,本研究选取天津市蓟州区22家典型的家庭农场,采用实时荧光定量PCR方法,考察了不同种类畜禽粪污中ARGs的污染特征及其对周边农田土壤的影响。结果表明,磺胺类、四环素类、喹诺酮类和大环内酯类耐药基因在家庭农场畜禽粪污中普遍存在,且四环素类耐药基因tetO、tetQ、tetW和大环内酯类耐药基因ermB含量最为丰富,同时检出了blaOXA-1、blaTEM-1和blaampC等与人类健康密切相关的β-内酰胺类抗生素耐药基因(bla基因)。此外,还发现如下规律:相比于猪场和牛场,鸡场粪污中的ARGs污染程度更为严重;在不同生育阶段的猪群中,母猪粪污中的多数耐药基因相对丰度要显著高于仔猪和育肥猪(P<0.05);畜禽粪肥施用可显著增加土壤环境中ARGs的丰度(约8~18倍)(P<0.05)。本研究表明,家庭农场畜禽养殖粪污中耐药基因污染严重且普遍,同时随着粪污还田进入土壤环境增大环境风险,最终可能会通过污染农作物危害人类健康,应引起高度重视。     

环境中抗生素抗性菌及抗性基因的研究进展

抗生素抗性菌及其抗性基因已成为公认的环境污染因素之一,威胁着人类健康和生态系统稳定.抗生素在临床和养殖业中的不合理使用,导致其在生态环境中残留,使得携带抗生素抗性基因的微生物获得了竞争优势,而抗性基因亦可在细菌之间发生转移,从而加速传播.该文对近年来国内外抗生素抗性菌及抗性基因的来源、危害性、抗性基因转移机制及细菌耐药性机制的研究进展进行了综述,分析了残留在环境中的抗生素抗性基因的污染现状和生态风险,以期为今后的相关研究提供参考.     

畜禽粪便中常见抗生素去除的研究进展

随着我国规模化、集约化畜禽养殖业的快速发展,大量兽用抗生素被广泛用于畜禽养殖业。由于抗生素在动物体中不能完全被吸收,导致畜禽粪便中抗生素高浓度残留,对生态环境和人类健康构成很大威胁。本文综述了畜禽粪便中常见的四大类抗生素(四环素类、氟喹诺酮类、磺胺类和大环内酯类抗生素)的分布特征及去除方法,比较了不同去除方法对抗生素的降解效果,旨在为畜禽养殖粪便抗生素残留的控制提供参考。     

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。     

鳄鱼源气单胞菌的毒力基因与耐药特性分析

对海南地区患病暹罗鳄（Crocodylus siamensis）体内分离出的10株气单胞菌(5株嗜水气单胞菌、3株达卡气单胞菌、1株简达气单胞菌和1株维氏气单胞菌)进行了毒力基因、耐药基因的检测以及抗生素药物敏感性试验。结果表明:气溶素、肠毒素、蛋白酶等基因检出率较高,其中,lip和ela 2种毒力基因检出率高达100%;喹诺酮类、四环素类、磺胺类、β?内酰胺类、氨基糖苷类耐药基因检出率大于50%;气单胞菌对喹诺酮类抗生素、四环素类抗生素、氨基糖苷类抗生素、氯霉素类和碳青霉烯类抗生素的敏感率较高,而对于β?内酰胺类抗生素、磺胺类抗生素和糖肽类抗生素耐药率较高。     

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。     

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。     

畜禽粪便中残留抗生素对厌氧消化影响的研究进展

厌氧消化技术处理畜禽粪便,既可以减少环境污染,又能够实现废物无害化、资源化。但畜禽粪便中残留的抗生素对厌氧菌的活性有很大影响,进而影响厌氧消化效果。目前含抗生素类畜禽粪便的厌氧消化处理的可行性受到广泛关注。概述了抗生素在畜禽养殖业中的应用现状和潜在危害,分析了抗生素对厌氧消化产气效果和微生物种群的影响及抗生素的厌氧降解情况,并对今后的研究重点和研发方向提出建议和展望,以期为含抗生素类畜禽粪便厌氧消化处理提供理论支持。     

国外兽用抗生素减量化实践经验及其对我国的启示

兽用抗生素减量化行动对畜禽养殖业绿色健康发展具有重要意义,由于我国兽用抗生素减量化行动起步较晚,目前尚无具体的行动指南,同时畜禽养殖环境差异较大导致全面推行也较困难。因此,在借鉴国际相关组织和畜牧业发达国家兽用抗生素减量化实践经验的基础上,结合我国畜禽养殖业发展现状,提出以下建议：普及安全用药知识,健全法律法规体系,添加畜产品“减抗、无抗”标签,开展动物性食品兽用抗生素残留风险评估工作,建立养殖场与兽医关系网,指导养殖场做好生物安全防控,完善兽用抗生素使用监控管理网络,以期为我国全面开展兽用抗生素减量化行动提供参考依据。     

河北省规模肉鸭场粪污重金属和抗生素调查分析

为探究河北地区典型规模化肉鸭养殖场粪污中重金属和抗生素排放特征,分别于2019年8月（夏季）和10月（秋季）定点监测8家规模化肉鸭养殖场饲料和粪污中的重金属;于2020年4月按养殖方式监测17家规模化肉鸭养殖场（包含地面养殖4家、垫料养殖5家、网上平养8家）的粪污样品中重金属与抗生素。结果表明：肉鸭饲料和粪污中重金属以Cu、Zn为主,含量分布呈现出Zn > Cu > Cr > Pb > As > Cd的特点,饲料与粪污中Zn呈极显著正相关（P<0.01）。依据德国腐熟堆肥限量标准,粪污中存在Cu、Zn、Cr超标。不同养殖模式下,肉鸭粪污中抗生素呈现出四环素类>喹诺酮类,磺胺类与大环内酯类未检测出,粪污中抗生素浓度呈现出地面养殖 > 网上平养 > 垫料养殖的特点。研究表明,垫料养殖是一种环境污染物排放较少的肉鸭养殖模式。     

2001～2009年《情报杂志》论文关键词统计分析

运用文献计量学词频分析法,对《情报杂志》2001～2009年刊载论文的关键词进行统计分析,结果表明关键词标引的数量和质量都在提高,能够反映文献的主题,但有些关键词的标引尚不规范。关键词的标引是对文献主题的高度概括,可以反映学术论文的质量及规范化程度。出现频次较高的关键词往往与学科发展中热点问题、焦点问题呈正相关。     

海南东部海水养殖区抗生素残留的生态风险评估

为揭示海南东部（万宁和陵水）海水养殖区中抗生素的污染情况,笔者利用LC-MS/MS对海水中磺胺类、四环素类、氯霉素类和喹诺酮类等4类40种抗生素进行检测。结果表明,13个采样点的抗生素残留质量浓度为10.28～156.63 ng?L?1,检出喹诺酮类抗生素2种、四环素类抗生素3种、氯霉素类抗生素1种,磺胺类抗生素未检出。在检出的6种抗生素中,土霉素在采样区海水中含量最高（16.20 ng?L?1）,其次是四环素（5.39 ng?L?1）、强力霉素（4.10 ng?L?1）、甲砜霉素（1.84 ng?L?1）和环丙沙星（0.18 ng?L?1）,最低的是丹诺沙星的含量（0.13 ng?L?1）。陵水海水养殖区检出的6种抗生素平均残留浓度高于万宁海水养殖区,相同区域抗生素残留浓度具有相似性。采用风险商值法对水体残留抗生素进行风险评估,结果表明,海南万宁和陵水海水养殖采样区环境中残留抗生素具有一定生态风险,尤其是陵水新村渔港水体中土霉素对相应敏感物种具有中等风险,影响藻类等浮游植物的生长。     

基于文献计量的畜禽养殖废弃物新污染物研究态势分析

近年来畜禽养殖行业抗生素、激素等新污染物受到广泛关注,本研究利用CiteSpace软件对畜禽养殖废弃物新污染物的研究动态进行文献计量分析,得出了该领域的研究态势、热点和知识主题演化历程等,并提出下一步研究的重点方向与控制对策建议。研究发现,畜禽养殖废弃物新污染物的相关研究近年来呈现出发文量高速增长的趋势,我国和美国在该研究领域影响力表现突出;以抗生素和激素类为主的新污染物的来源、环境行为归趋和分析检测技术等方面是该领域主要的研究热点;新污染物的潜在生态环境与健康风险研究将成为未来重点关注的方向;在污染防控方面,建议强化对养殖业投入品使用和养殖废弃物处置及排放的监管,并对畜禽养殖新污染物减排和控制关键技术及工程应用的研究加大投入。     

苕溪表层水体典型抗生素污染特征与生态风险评价

为了评价湖州地区苕溪表层水体抗生素的污染水平和生态风险,利用超高效液相色谱-串联质谱仪,对东、西苕溪表层水体中3类典型抗生素(喹诺酮类、四环素类、磺胺类)的污染水平和污染特征开展了检测分析。结果表明,苕溪表层水体中共检测出8种抗生素,其质量浓度范围≤326.6 ng/L。其中磺胺二甲基嘧啶的检出率最高,达52.1%;磺胺甲基异噁唑的质量浓度平均值最高,为15.6 ng/L。无论是检出率还是质量浓度,均为磺胺类喹诺酮类四环素类。整体而言,西苕溪污染水平低于东苕溪。与国内外其他水域相比,苕溪水体中抗生素的质量浓度总体处于较高水平。本研究的分析评价结果表明,苕溪水体中的抗生素对相应的敏感物种存在较高的生态毒性风险,其中磺胺甲基异噁唑尤为突出。