Treatment of pigs with enrofloxacin via different oral dosage forms – environmental contaminations and resistance development of Escherichia coli

BackgroundAntibacterial agents play important roles in the treatment of bacterial infections. However, the development of antimicrobial resistance (AMR) and carry-over of substances into the environment are several problems arising during oral treatment of bacterial infections. We assessed AMR development in commensal Escherichia coli (E. coli) in enrofloxacin treated and untreated animals. In addition, we examined fluoroquinolone in the plasma and urine of treated and untreated animals, and in sedimentation dust and aerosol.MethodsIn each trial, six pigs were treated with enrofloxacin via powder, granulate or pellet forms in two time periods (days 1–5 and 22–26). Four pigs served as untreated controls. The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined to evaluate AMR development. Analysis of enro- and ciprofloxacin was performed with high performance liquid chromatography.ResultsNon-wildtype E. coli (MIC > 0.125 µg/mL) was detected in the pellet treated group after the first treatment period, whereas in the other groups, non-wildtype isolates were found after the second treatment period. E. coli with MIC > 4 µg/mL was found in only the pellet trial. Untreated animals showed similar susceptibility shifts several days later. Bioavailability differed among the treatment forms (granulate > pellet > powder). Enro- and ciprofloxacin were detected in aerosols and sedimentation dust (granulate, powder > pellet).ConclusionsThis study indicates that the kind of the oral dosage form of antibiotics affects environmental contamination and AMR development in commensal E. coli in treated and untreated pigs.     

土壤Pb,Zn复合污染对作物吸收重金属的影响

以褐土为供试土壤,用小白菜作指示植物,通过模拟试验研究了土壤Pb,Zn复合污染对植物吸收重金属的影响。结果表明,在土壤Pb,Zn复合污染条件下,土壤中Pb的存在对蔬菜吸收Zn未产生明显影响,而土壤中Zn的存在则对蔬菜吸收Pb产生抑制作用。同时,分析复合污染条件下Pb,Zn在蔬菜体内的分布,表明小白菜主要将重金属Pb积累于根部,而Zn则是更多的被小白菜积累在地上部位。     

蚯蚓与植物联合去除猪粪中的Cu,Zn污染研究

由于饲料添加剂的使用,畜禽粪便中的重金属污染已非常普遍,尤其是Cu,Zn污染最为显著。为此,利用蚯蚓对腐熟猪粪进行处理,再通过植物对蚓粪中Cu,Zn吸收的方法,进行了消除猪粪中重金属的研究。结果表明,蚯蚓对猪粪Zn有较强的吸收能力,富集系数为1.43;而对Cu的吸收能力相对较弱,富集系数为0.61。植物对Cu,Zn的吸收贡献不大,但可以作为饲料返回到动物体内,从而减少饲料添加剂中Cu,Zn的含量。通过蚯蚓与植物的联合处理,能有效地降低腐熟猪粪中Cu,Zn的含量。     

重金属镉污染对黄瓜幼苗生理生化特性的影响

通过水培试验,研究重金属镉(Cd2+)污染对黄瓜生理生化特性的影响。结果表明,随着Cd2+污染浓度的升高,黄瓜幼苗叶绿素含量以及叶绿素a/b比值明显下降,叶片细胞膜透性大幅增大,丙二醛(MDA)含量显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高后降低,而过氧化物酶(POD)活性则表现为逐渐升高的趋势。     

资源环境硬约束下中国耕地休耕优先区识别

为厘清全国耕地资源环境本底并识别中国休耕优先区,该研究从生态保护红线、土壤污染状况、地下水超采和耕地质量等级等4个维度,运用生态保护红线划定、内梅罗综合污染指数、地下水水位变幅等方法系统分析中国耕地资源环境胁迫因子空间格局及分异特征,并构建多准则休耕规则识别不同情景下中国休耕规模及优先区的空间分布。结果表明：1）中国北方划入生态保护红线范围内耕地面积远高于南方,划入一级生态保护红线范围内耕地占3.57%;2）中国耕地重、中度污染面积分别占1.23%和2.31%,南方整体污染高于北方且南方呈局部分散、北方呈点状集聚格局;3）地下水超采区集中于河北、河南、吉林和江苏,重度超采区仅占0.68%;4）耕地质量总体一般,劣等、低等耕地面积分别占3.69%和14.0%,北方明显高于南方且大范围分散分布。依据多准则休耕规则综合评判,划入休耕优先区占全部耕地的23.70%,比食品安全优先、产能损失最小和生态保护优先3种情景分别高8.40%、4.18%和3.12%,其中禁植必休区、限植休耕区和重点轮休区分别为1.95%、4.71%和6.18%。因此,必须从源头治理视角厘清耕地资源环境本底,权衡休耕的迫切性,为国家层面上休耕规划有效落地、污染休耕治理和耕地保护创新提供技术支撑。     

褐土区氮磷在土壤发生层中淋溶的差异性

农业氮磷淋溶已经成为地下水污染最普遍和突出的问题。为揭示氮磷在包气带不同土层的淋溶特征,以典型褐土的5个土壤发生层（耕层、淋溶层、钙积层、黏化层和母质层）为研究对象,采用室内土柱模拟淋溶试验,在施肥量相同的条件下分析不同形态氮磷淋溶量,研究氮磷在不同土壤发生层中的迁移特征及其影响因素。结果表明：1）进行5次淋溶,耕层、淋溶层、钙积层、黏化层和母质层淋溶液中可溶性总氮总量分别为2412.63 mg·L^-1、3028.94 mg·L^-1、244.16 mg·L^-1、3648.99 mg·L^-1和3356.51 mg·L^-1,淋溶层、黏化层和母质层可溶性总氮淋溶量显著高于耕层,而钙积层可溶性总氮淋溶量较耕层显著减少;耕层淋溶液中可溶性总磷总量为0.52 mg·L^-1,且显著高于其他4层。2）在试验初期,耕层、淋溶层的硝态氮、可溶性总氮和正磷酸盐淋溶量显著高于黏化层和母质层,进行到第4、5次淋溶,黏化层、母质层的硝态氮和可溶性总氮淋溶量显著高于其他3层,而各发生层间正磷酸盐淋溶量无显著差异;单次淋溶黏化层和母质层铵态氮淋溶量均显著高于其他3层,而耕层可溶性总磷淋溶量始终显著高于其他各层。3）耕层和钙积层的淋溶液中硝态氮是氮素淋溶的主要形态,占可溶性总氮比例分别为69.0%和85.4%,而在淋溶层、黏化层和母质层中分别为41.3%、5.1%和4.6%;在可溶性磷中,以无机态正磷酸盐为主,最高占可溶性总磷的75.9%。4）土壤有机质含量、阳离子交换量、黏粒含量对土壤氮磷的迁移转化有明显主导作用。有机质与氮磷淋溶量呈显著正相关关系,有机质含量高,会增加淋溶初期氮磷的淋溶风险;而阳离子交换量和黏粒含量则与氮磷淋溶呈显著负相关关系,阳离子交换量大和黏粒多能减少氮磷素的淋溶风险。该试验结果说明,由于5种发生层土壤理化性质不同,各发生层氮磷淋溶特征及其淋溶形态也有差异,并且氮磷的淋溶受土壤本身阳离子交换量、黏粒和有机质含量的影响。     

倭肯河上游两种林型枯落物和土壤持水特性

为探讨不同树种组成的林分持水特性,采用实地调查与室内浸泡法,对倭肯河上游杂木林和阔叶红松林枯落物的蓄积量和持水特性进行测定,采用环刀法对土壤持水量进行测定。结果表明:两种林型枯落物厚度约7.5 cm,蓄积量为8.07~9.85 t/hm²,最大持水量相当于可吸收2.0~2.5 mm的降水,有效拦蓄量相当于可吸收1.0 mm的降水。枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系(R 2>0.9843),吸水速率与浸水时间呈幂函数关系(R 2>0.9999)。两种林型土壤总孔隙度范围为50.32%~51.41%,非毛管孔隙度范围为3.00%~4.44%,土壤最大持水量范围为1509.74~1542.17 t/hm²,土壤有效持水量范围为89.96~133.32 t/hm²。阔叶红松林密度低,生产力高,枯落物层最大持水量、有效拦蓄量,土壤层最大持水量、有效持水量均高于杂木林,但各评价指标差异不显著(p>0.05)。两林地持水能力中等偏低,以提高森林水源涵养为目标时,可维持现有结构,进一步开展密度调整研究。     

基于物元可拓模型的黄河兰州段突发水污染安全评价

[目的]科学评价黄河流域突发水污染安全等级,为提高黄河流域突发水污染事件应急响应能力提供参考.[方法]基于科学性、整体性、数据可获得性等原则,通过PSR模型遴选16个与黄河兰州段相关指标构建评价指标体系,并以黄河兰州段2014-2019年数据为基础,采用GRA-PCA组合确定指标权重,运用物元可拓模型得到其突发水污染安...     

硅酸盐对污染土壤铬、铅形态和小白菜吸收分布及其健康风险的影响

为保障蔬菜的品质安全,通过土壤盆裁试验,研究硅酸盐对Cr、Pb单一污染及Cr-Pb复合污染土壤中小白菜(Brassica chinensis)的生物量、土壤中Cr、Pb形态及小白菜体内Cr、Pb积累量的影响.结果表明,在受到较高水平的Cr～Pb污染时,小白菜对Pb的富集能力要明显高于Cr,被小白菜吸收的Cr、Pb都主要累积在根部.施用硅酸盐能通过减少土壤中有效态Cr、Pb的含量,从而减少小白菜对Cr、Pb的吸收,且施用效果明显,其中2.0 g/kg效果最好,但该处理严重抑制小白菜生长,不适于生产应用.而Si_1处理(1.00 g/kg)能在不影响产量的前提下极显著地降低小白菜茎中Cr、Pb的质量分数,并使叶中Pb的质量分数降至国家标准限量值附近或低于限量值,因此该处理在生产上极具应用前景.     

河岸带耕地降雨径流产流特征分析

在孟津黄河漫滩的河岸带上开展了野外定位观测,研究了自然降雨情况下,河岸林地转变成农耕地前后降雨地表径流产流的污染特征。结果表明,河岸滩区具有较强的土壤人渗能力,径流产流的次降雨量临界值为20mm;滩区径流系数相对偏小：耕地平均3．5％,林地平均2．0％;在耕地开垦初期,由于雨滴的直接溅蚀,表土存在“板结”现象,径流系数增加较为明显。河岸滩区的降雨径流呈弱碱性（pH=8．0—9．5）,且盐分含量偏高;耕地径流和林地径流水质的差异表现在耕地径流具有较低的高锰酸盐指数和总氮含量;由于耕地的径流产生量明显大于林地,耕地径流的污染物（土壤颗粒物、有机物、总氮和总磷）产生总量约是林地径流的1．5-3．0倍。土壤翻动后的首次降雨通常会引起耕地较平时5—10倍的土壤颗粒物和总磷流失。林改耕后,径流颗粒物和总磷含量较参照耕地平均增加3倍,成为滨河漫滩农田开垦初期的应首要控制的污染物。河岸滩区在河岸缓冲、屏障和面源污染物削减方面具有重要的水文生态功能,因此在河岸滩区的开发进程中,应注重加强对原生河岸带的生态保护与管理。