抗生素的微生物降解研究进展

近年来,由于人们对抗生素不规范、不合理以及过量的使用,导致全球范围内的相关环境污染问题日渐严重。鉴于微生物对抗生素的降解具有低耗、高效的效果,同时具备环保及操作简便等特点,微生物降解法已作为抗生素污染处理的有效途径之一逐渐受到人们的重视。本文介绍了抗生素的使用现状及其危害,综述了抗生素的环境行为、生物降解机理及其影响因素,展望了利用微生物降解环境中抗生素的前景,以期为治理环境中抗生素污染提供参考。     

畜禽养殖废弃物中抗生素的微生物降解研究进展

抗生素在畜禽养殖中被广泛用于治疗动物感染,但动物体并不能完全代谢吸收抗生素,大部分抗生素随着尿液、粪便排出体外释放到环境中,导致抗生素残留和抗性基因污染。本文综述了畜禽养殖中抗生素的使用现状、抗生素残留的危害,总结了降解抗生素的纯培养微生物及其降解机理,讨论了抗生素降解菌在堆肥中的应用,展望了微生物降解抗生素的发展前景,以期为畜禽养殖废弃物中抗生素污染的治理提供参考。     

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。     

微生物降解四环素类抗生素的研究进展

随着抗生素在养殖行业使用加剧，施用粪肥导致的抗生素污染问题日趋严重，微生物降解抗生素作为解决这一问题的有效途径受到人们的广泛关注。本文综述了四环素类抗生素（TCs）的降解方法和微生物降解四环素类抗生素的研究现状，并对微生物降解四环素类抗生素的影响因素、降解路径以及其降解的分子机制进行了详细介绍。在此基础上，对微生物降解四环素类抗生素从实验室研究到实际生产应用进行了展望，指出了未来研究关注的重点。本文以期为人们深入认识四环素类抗生素的微生物修复提供参考，同时为四环素类抗生素的污染修复提供思路。     

多环芳烃污染土壤微生物修复技术

微生物降解是环境中PAHs主要的降解方式.介绍了微生物的降解能力、PAHs生物可利用性、电子受体、营养物质、环境因子及植物联合等对微生物降解PAHs的影响,并且对原位处理、异位处理的修复工艺进行了简述.同时,指出今后的治理应重视污染源头控制,完善酶制剂、联合修复等有效的生物修复技术.     

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。     

利用微生物处理畜禽粪便的研究

随着养殖业的快速发展,畜禽粪便大量堆积对环境的污染问题也日益严重.为了缓解环境和资源问题,将这些丰富的有机质资源化进行重新利用显得越发重要.阐述和总结了微生物资源对畜禽业发展的意义,特别是在畜禽粪便等废弃物处理上与微生物关系紧密.微生物在粪便除臭、有机质降解转化,甚至是通过调整饲料营养比例或改善饲料消化水平来降低禽畜粪便的生产量都起着重要的作用.因此,利用微生物来改善养殖业废弃物带来的污染问题以及资源化利用畜禽粪便具有广阔的应用前景.     

微生物治理海洋石油污染研究进展

微生物降解石油污染作为一种新型环保的生物修复技术,已受到越来越多的人重视。本文对微生物治理海洋石油污染的机理以及工艺技术进行了综述,对微生物降解机制及有关直链烷烃的降解、支链烷烃的降解、芳香烃的降解、多环芳烃的降解、环化烃的降解等进行了详细阐述,并对影响微生物降解石油的影响因素如温度、营养盐等进行了探讨,以期为利用微生物治理海洋石油污染提供参考。     

微生物降解长残效除草剂的研究进展

化学农药是重要的环境污染物,而微生物治理农药污染是一项有效手段,几十年来,研究人员对此进行了大量研究.文章综述了土壤中微生物降解农药的方式和途径以及土壤微生物降解长残效除草剂的研究现状,并提出农药微生物降解研究领域的发展趋势和有待解决的问题.     

微生物修复受石油污染土壤的研究进展

石油污染土壤的微生物修复技术是利用微生物来降解土壤中的石油烃类污染物。综述了国内外这一领域的研究现状，主要包括微生物修复技术中的好氧、厌氧降解，共代谢机理和影响微生物降解的因素以及提高降解效率的措施。     

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。     

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。     

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.     

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.     

畜禽粪便中兽用抗生素削减方法的研究进展

兽用抗生素具有显著的促动物生长、预防动物疾病的作用。随着集约化畜牧业以及配合饲料工业的不断发展,抗生素作为饲料添加剂在全球范围内已被广泛应用。我国畜禽养殖业对抗生素的依赖甚是严重,每年用于畜禽养殖的兽药抗生素超过了8吨,占抗生素总产量的一半以上。这些兽用抗生素并不能完全被动物体所吸收,绝大部分以原药或者代谢产物的形式随畜禽粪便和尿液排出体外,导致畜禽粪污中多种抗生素残留,最高浓度达到了183.50 mg·kg~(-1)。残留抗生素可能经各种途径进入土壤和水体环境中,一方面影响土著微生物的活性,另一方面引起抗性菌和抗性基因的产生和传播,给生态系统安全和人类身体健康带来巨大的负面效应。因此,充分、有效消减畜禽粪污中兽药抗生素十分重要而迫切。论文作者在总结大量文献的基础上,对国内外畜禽粪便抗生素的污染特点和赋存规律进行了系统介绍,并着重阐述了国内外畜禽粪便中兽用抗生素削减方法的最新研究进展,描述了畜禽粪便好氧堆肥和厌氧发酵的分类及工艺流程。在此基础上重点对好氧堆肥和厌氧发酵两种处理方式下畜禽粪便中兽用抗生素的去除程度进行了详尽、深入分析,同时对抗生素消减效果的影响因素进行了充分讨论。主要结论:好氧堆肥对土霉素、四环素、金霉素、磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、环丙沙星、恩诺沙星和泰乐菌素等主要类别抗生素的最高去除率可达65.5%—100%,去除效果受抗生素种类、初始浓度、添加方式、堆肥温度、供养方式、底物组成影响;厌氧发酵对氨苄青霉素、四环素、磺胺甲氧二嗪的去除可达100%,但几乎无法去除磺胺噻唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺氯哒嗪、泰乐菌素,去除效果受抗生素种类、浓度、发酵温度、污泥性质、混合速率和发酵时间影响。最后,对需要进一步开展的研究进行了展望,建议加强兽用抗生素的监管,制定相关的法规和标准,加速兽用抗生素替代物品的研发,减少源头污染;深入开展畜禽废弃物好氧堆肥或者厌氧发酵过程中抗生素降解产物及机理研究;筛选具有强降解能力的微生物作为菌剂,强化其对畜禽养殖废弃物中兽用抗生素的消减;深入研究好氧堆肥和厌氧发酵过程中抗生素和ARGs之间的相互关系,去除兽用抗生素的同时也加速ARGs的削减。     

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。     

牧草中抗生素的来源及检测方法研究进展

抗生素是生物在其生产活动过程中产生,并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物。抗生素被长期用于人和动物的疾病治疗,环境中的抗生素对生态环境和人类健康的影响已经得到认知,而这些抗生素可能通过各种途径在牧草中产生残留,也可能因牧草上的微生物分泌而产生,进入畜产品进而危害人体健康。抗生素在天然牧草中已被检测到。综述了牧草中抗生素的来源、抗生素残留的检测方法研究进展,并评估了牧草中抗生素的影响。     

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。     

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。