四环素类抗生素生产废水处理现状与研究进展

分析了四环素类抗生素生产废水来源及水质特征,在此基础上介绍了近年来国内外四环素类抗生素生产废水处理过程中采用的物化法、生化法及其他组合处理方法.对比了各种方法的处理效果,探讨了目前处理方法存在的一些问题,同时也对四环素类抗生素生产废水组合处理法的应用前景进行了展望.

基于适配体-杂交链式反应比色检测生鲜牛乳中四环素类抗生素

)以特异性识别四环素类抗生素(TCs)的广谱型适配体为识别元件,结合杂交链式反应(HCR)信号放大策略,提出了一种TCs多残留比色检测方法,并优化了检测条件和进行了方法学考察。取40 nmol·L^(-1)生物素化检测探针(bio-DP)溶液加入到包被有亲和素的酶标板中,室温孵育后加入牛血清白蛋白(BSA)溶液,封闭反应1 h。加入生鲜牛乳样品稀释液,室温孵育20 min,如果样品中含有TCs,TCs与bio-DP的适配体序列结合,其发夹结构被打开。加入200 nmol·L^(-1)生物素化发夹DNA1(bio-H1)溶液和200 nmol·L^(-1)生物素化发夹DNA2(bio-H2)溶液,室温下进行HCR 40 min,从而形成具有多个重复单元的双链DNA(dsDNA)纳米线。加入辣根过氧化物酶(HRP)标记链霉亲和素(SA-HRP),室温孵育标记dsDNA。加入显色剂[含3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)],HRP催化TMB生成蓝色物质,显色5~8 min后终止反应,在酶标仪中于450 nm测量上述体系的吸光度。结果显示,bio-DP对四环素、土霉素、金霉素和多西环素具有高特异性,和卡那霉素、庆大霉素、氨苄青霉素、泰乐菌素、磺胺嘧啶和恩诺沙星等抗生素无交叉反应。四环素、土霉素、金霉素和多西环素的质量浓度总和在0.8~100μg·L^(-1)内与对应的吸光度总和呈线性关系,检出限(3s/k)为0.18μg·L^(-1)。对生鲜牛乳样品进行加标回收试验,TCs回收率为86.4%~106%,测定值的相对标准偏差(n=3)为2.5%~7.1%。方法应用于生鲜牛乳样品的分析,检测结果与国家标准方法GB 31658.6-2021差异不显著(P>0.05),检出的TCs总量也均未超标(GB 31650-2019)。与文献报道的其他方法相比,上述方法兼具简单、快速、检出限低、准确度高等优点,适用于食品中四环素类抗生素多残留的快速检测。

两种四环素类抗生素单一及复合污染对农田土壤理化性质和土壤酶活性的影响

多数农业用地土壤中抗生素含量在μg·kg^(-1)水平,而μg·kg^(-1)水平抗生素对土壤质量影响的研究较少,因此开展0(CK)、10、100和500μg·kg^(-1)土霉素(OTC)和四环素(TC)的单一及复合污染对土壤理化性质和酶活性的影响研究。结果表明:(1)与CK相比,两种抗生素单一处理土壤pH均显著增加,速效磷(OP)含量均显著降低,且TC处理对pH的增长率和对OP的抑制率均显著高于OTC处理,仅500μg·kg^(-1)TC处理可溶性盐显著降低;单一OTC处理OP含量显著降低,有机质(OM)含量增加,多酚氧化酶(PPO)、脲酶(URE)和蔗糖酶(SUC)活性均显著降低;单一TC处理OP、OM和有效氮(AN)含量均显著降低,PPO和SUC活性均显著下降。(2)在单一OTC处理中加入低含量TC能在一定程度上缓解OTC对土壤的毒害,以10μg·kg^(-1)TC+10μg·kg^(-1)OTC处理综合缓解效果为最佳;而加入较高含量TC则增大OTC对土壤的毒性,且毒性随着OTC含量增加呈上升趋势,以500μg·kg^(-1)TC+500μg·kg^(-1)OTC处理毒性最大;各复合处理组PPO活性均被显著抑制,仅500μg·kg^(-1)TC+OTC复合处理URE活性被显著抑制。(3)土壤理化因子与土壤酶活性密切相关,pH是抑制土壤酶活性的关键因子。综上所述,在μg·kg^(-1)含量水平,单一抗生素处理TC毒性整体高于OTC;低、高含量TC与OTC复合处理分别表现为拮抗作用和协同抑制效应。

水环境四环素类抗生素降解技术研究进展

本文对近10年水体中抗生素降解的相关文献进行计量分析,关注了化工行业制药废水中抗生素降解研究重点的转变趋势,并着重介绍了四环素类抗生素的基本性质,分析了四环素类抗生素的来源与检出水平。对排放到自然水体中四环素类抗生素废水降解技术的应用研究进行了综述,包括物理法、化学法、生物法。此外,针对水体中四环素类抗生素不同降解技术分析了可能存在的问题及其实用性相关的挑战,并对其未来发展方向进行了展望。

聚乙烯亚胺和Mg2+荧光增敏快速检测四环素类抗生素

四环素类抗生素(TCs)是一类广谱抗菌药物,被广泛应用于治疗人畜疾病且效果显著,但过度使用TCs造成其在动物性食品中的残留问题会对自然环境和人体健康造成严重的危害。因此,对食品环境中TCs的残留进行快速检测是十分必要的。迄今为止,对TCs在酸性溶液中荧光检测相关的研究报道较少。在弱酸性条件下,TCs属于弱荧光物质,但与富有氨基的阳离子表面活性剂聚乙烯亚胺(PEI)结合时,在370 nm的激发下,在525 nm处产生较强的绿色荧光;当TCs与PEI和二价金属镁离子(Mg^(2+))共存时,TCs的荧光强度被进一步增强。本研究利用PEI和Mg^(2+)在弱酸性条件下对TCs的协同荧光增敏效应,构建了一种快速、简单、高灵敏检测残留TCs的荧光检测法。实验结果表明:在最优检测条件下,该体系对TCs的定量线性检测范围为5 nmol/L~2μmol/L,其中,美他环素(MTC)、四环素(TC)、土霉素(OTC)的相关系数R^(2)分别为0.939,0.997和0.999,检出限(LOD)分别为3.6,2.7和4.8 nmol/L,均远低于中国和欧盟的限量标准。本方法对MTC、TC、OTC表现出很高的特异性,与常见的其他抗生素均不产生干扰。在实际的牛奶检测中,该体系对TCs的加标回收率为91.64%~104.05%,相对标准偏差为1.20%~10.62%。本方法可适用于酸性体系中残留TCs的分析,为水体和食品中残留TCs检测提供了一种新的依据和思路。

畜禽粪便源有机肥中四环素类抗生素及转化产物的分布特征

畜禽粪便源有机肥是农田土壤中抗生素母体及转化产物污染的重要来源之一.为研究畜禽粪便源有机肥中四环素类抗生素及转化产物的残留情况,在全国8个省(市)采集55个有机肥样品,采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS),分析畜禽粪便源有机肥中四环素、强力霉素、金霉素和土霉素4种四环素类抗生素及10种转化产物的分布特征.结果表明,四环素、强力霉素、金霉素和土霉素在55个有机肥样品中均有检出,浓度分别为1.63-4348μg·kg^(-1)、ND-11451μg·kg^(-1)、ND-30300μg·kg^(-1)、7.11-55008μg·kg^(-1).10种转化产物中,差向异构体是主要的转化产物.不同畜禽粪便来源的有机肥中四环素类抗生素及转化产物的浓度存在显著差异,猪粪肥样品中四环素类抗生素及转化产物的浓度高于鸡粪肥、牛粪肥和羊粪肥.畜禽粪便资源化利用模式可能也会影响有机肥中四环素类抗生素的浓度.种养结合模式生产的有机肥中四环素类抗生素及转化产物的浓度显著高于集中处理模式生产的有机肥.进一步研究了典型地区畜禽粪便源有机肥和施肥土壤中的四环素类抗生素及转化产物残留的污染特征,发现四环素类抗生素及转化产物通过施用有机肥进入土壤环境中,差向异构体在施肥土壤中仍是主要的转化产物.畜禽粪便源有机肥和施肥土壤中四环素类抗生素及转化产物的残留不容忽视.

共轭聚合物“电子舌”检测四环素类抗生素

通过将6种共轭聚合物(CPs)与水性聚氨酯(WPU)物理共混,制备了WPU包覆的荧光传感阵列,用以检测水中的四环素类抗生素(TCs)。WPU与CPs共混后制备的薄膜阵列形状规则,荧光亮度高且稳定。WPU基体在溶胀后,存在泡孔状的孔道结构,增大了附着于其中的CPs与水中待测物TCs的接触概率,增强了阵列的荧光响应。通过相机捕捉检测前后的荧光照片,并提取照片的红绿蓝(RGB)值,获得了18维向量数据库。通过主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)等方法对数据进行降维处理。结果发现该荧光传感阵列具有良好的区分不同结构TCs的能力,LDA模型的分析预测准确度可达100%。这种WPU包覆CPs的荧光检测阵列具有制备便捷、成本低和稳定性好等优点,可望作为环境检测中的“电子舌”,检测并甄别水体中的污染物如四环素类抗生素。

四环素类抗生素胁迫下土壤细菌菌群响应机制的研究进展

四环素类抗生素(TCs)广泛应用于人类疾病治疗、畜禽养殖和水产养殖等方面,目前是世界上使用量第二大的抗生素,但是,因其不能被生物体完全吸收,大部分TCs随着排泄物进入到环境中。TCs已在全球生态系统的绝大多数环境介质中被检测出来,尤其是将残留有TCs的畜禽粪便作为有机肥施入农田中,或者使用残留TCs的废水灌溉农田时,TCs会在农田土壤中长期累积,造成土壤污染,并通过食物链对人类健康和生态系统产生潜在危害。TCs主要作用是抑制细菌的繁殖,当其作为污染物进入土壤中,将会影响土壤细菌多样性、丰度、细菌群落结构和功能,造成土壤污染和肥力下降。阐释了土壤细菌菌群对TCs污染的响应机制,重点从土壤细菌菌群的生物量、多样性、优势菌群以及酶活性等方面进行总结,并提出TCs污染引起土壤细菌菌群变化方面研究的不足以及下一步重点研究的问题。

电化学强化人工湿地对四环素类抗生素的去除研究

四环素类抗生素因其化学性质稳定难以被传统污水工艺去除,且易在水体中富集,致使耐药性问题的产生。因此,本研究采用生物处理-电化学强化人工湿地组合工艺去除生活污水中的四环素类抗生素。对比了电解、铁碳微电解和电解耦合铁碳微电解强化人工湿地对四环素类抗生素的去除效果。试验结果表明,经过生物处理系统,四环素类抗生素仍有部分残留,生物处理系统对土霉素的去除率最高,去除率为60.29%;经过人工湿地处理,4种抗生素均得到强化去除,电解耦合铁碳微电解强化人工湿地对四环素、土霉素、多西环素的去除效果最佳。生物处理组合人工湿地系统对土霉素、四环素的最高去除率分别达到71.6%和71.23%,且能有效去除多西环素和金霉素。电解耦合铁碳微电解强化作用对四环素类抗生素具有良好的去除效果,有较好的应用和推广潜力。

水中四环素类抗生素与Cu(Ⅱ)混合污染物处理的研究进展

畜牧业和水产养殖业的废水中经常会同时出现四环素类抗生素(TCs)和Cu(Ⅱ)等污染物。TCs和Cu(Ⅱ)共存时,可以通过配位作用转化为毒性更强的抗生素-重金属复合物,这些污染物对人类健康会造成严重威胁。本文介绍了当前水体环境中TCs和Cu(Ⅱ)的污染情况,综述了水中TCs、Cu(Ⅱ)及其混合污染物的处理方法,着重介绍了吸附法在该领域的应用。

基于碳量子点/铕基金属有机框架荧光探针定量检测牛奶中的四环素类抗生素

目的建立基于碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)和铕基金属有机框架(Eu-based mental-organic framework,Eu-MOF)比率荧光传感器快速检测牛奶中四环素类抗生素(tetracycline antibiotics,TCs)残留的方法。方法通过TCs对CQDs的内滤效应和对Eu-MOF的天线效应,使CQDs的荧光淬灭而Eu-MOF荧光增强,形成探针对TCs的比率荧光信号,使用探针两发射峰强度比率关系进行TCs残留定量检测。结果所构建探针对四环素、金霉素、土霉素、强力霉素分别在2~160、2~100、2~80、2~220μmol/L的线性范围内响应灵敏,检出限分别为0.007、0.030、0.020、0.040μmol/L。在牛奶样品中TCs残留的加标回收实验的回收率为90.60%~107.60%。结论该策略具有高效、方便、低成本等优点,不仅扩展了金属有机框架在食品分析中的应用,而且为食品中TCs的检测提供了新的思路。

四环素类抗生素的微生物降解研究进展

四环素类抗生素中,除了萨瑞环素外,其他大多都属于广谱抗生素,在临床上的应用十分广泛。然而,其使用也会给环境带来一定的生态风险,所以近年来诸多学者都投身于对四环素类抗生素降解的研究。文章主要对四环素类抗生素微生物降解的研究进展进行了综述,以期为四环素类抗生素降解的相关研究提供理论参考。

超高效液相色谱-二极管阵列法测定猪肉中3种四环素类抗生素残留

建立了一种快速测定猪肉中土霉素、四环素、金霉素的超高效液相色谱分析方法。样品经Na2EDTAMcllvaine缓冲溶液提取、PEP固相萃取柱富集净化,采用EclipsePlusC18色谱柱(100mm×2.1μm,1.8μm)分离,以乙腈-0.2%磷酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,二极管阵列检测器检测。结果表明,该方法在0.01~5mg/L浓度范围内线性关系良好,相关系数r>0.999,样品加标回收率为70.1%~112.7%,相对标准偏差为4.3%~7.4%。方法检出限为50~100μg/kg。方法简便快速、准确性好、灵敏度高,适用于猪肉中3种四环素类抗生素残留的测定。

响应面法优化La掺杂钒酸铋光催化剂的制备及降解四环素类抗生素

本文是以五水合硝酸铋[Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O]、偏钒酸铵(NH_(4)VO_(3)),硝酸镧(La(NO_(3))_(3))为主要原料,采用水热法制备La-BiVO_(4)催化剂,光催化降解以盐酸四环素为模型反应的抗生素,通过紫外可见分光光度计,对盐酸四环素降解前后的吸光度进行测定进而得出降解率。主要研究了镧掺杂量、焙烧温度、焙烧时间等条件对La-BiVO_(4)光催化剂性能的影响。并用Box-Behnken响应面法设计优化实验条件,分析各影响因素间的交互作用。结果表明,当La的掺杂量为0.44 g、焙烧温度为503℃、焙烧时间为3.1 h时制备的La-BiVO4光催化剂降解盐酸四环素的降解率最佳,为76.69%。

QuEChERS结合超高效液相色谱串联质谱法测定蔬菜中四环素类抗生素

本文建立了QuEChERS结合超高效液相色谱串联质谱测定蔬菜中3种四环素类抗生素的方法。方法学分析发现,四环素质量浓度在2~200 ng·mL^(-1)时,土霉素、金霉素质量浓度在1~200 ng·mL^(-1)时,线性关系良好,线性系数均大于0.995。四环素、土霉素和金霉素的检出限分别为0.8μg·kg^(-1)、0.4μg·kg^(-1)、0.4μg·kg^(-1),定量限分别为2.6μg·kg^(-1)、1.3μg·kg^(-1)、1.3μg·kg^(-1)。各目标化合物的回收率为64.5%~92.6%,相对标准偏差为1.8%~10.9%。表明本方法灵敏度高、操作简单,适用于蔬菜中3种四环素类抗生素的快速检测。

固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定有机肥料中四环素类抗生素

建立了固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定有机肥料中四环素类抗生素的分析方法。样品经过Na_2EDTAMcllvaine-甲醇提取液提取,提取液用SAX串联HLB固相萃取小柱净化。采用ZORBAX Eclipse Plus C_(18)色谱柱(4.6 mm×100 mm,3.5μm)进行分离,电喷雾正离子模式多反应监测(MRM)模式定量分析。化合物在5~100μg·L^(-1)范围中具有良好的线性,线性相关系数r>0.999,检出限为9~10μg·kg^(-1),加标回收率为59.1%~70.7%。实验结果表明,该方法效率高、灵敏度高,准确度好,能够满足有机肥料中四环素类抗生素的检测需求。

水中四环素类抗生素的污染现状及其去除技术研究进展

长期残留的四环素类抗生素TCs会导致耐药菌和抗性基因的产生与传播,破坏生态系统,威胁人类健康,因此去除环境中的抗生素尤为重要。介绍了环境中四环素类抗生素的污染现状和危害,概述了这类抗生素在水环境介质中的处理技术,分析了每种处理方法的适用范围及特点,并对抗生素的处理前景提出了展望,旨在为抗生素废水处理后续研究提供参考。

SPE净化-超高效液相色谱-串联质谱法测定猪肉中四环素类抗生素残留量

四环素类抗生素(Tetracyclines)主要指土霉素(oxytetracycline)、四环素(tetracycline)、金霉素(chlortetracycline)、强力霉素(doxycycline)4种,是一类广谱抗生素,能有效抑制蛋白质的合成,对于治疗动物细菌传染病效果显著,在水产养殖、禽畜养殖等行业有着广泛应用,但却极易造成动物体内药物严重过剩,并随食物链富集,直接或间接对人体造成毒性危害、致畸致癌及其他严重性疾病。因此,四环素类抗生素的用量和用药期应受到严格管控。

环境中四环素类抗生素处理技术及危害的研究进展

为解决环境中四环素类抗生素对环境的污染问题,对四环素类抗生素的处理技术及危害进行相关研究分析,通过生物降解如植物、微生物;非生物如光降解、水解、氧化降解等方式,来减少环境中高浓度四环素类抗生素对生态环境及人体的危害,以期为相关人员提供参考。

高级氧化法降解废水中四环素类抗生素的应用进展

四环素类抗生素是目前世界上产量最大的抗生素之一。由于四环素类抗生素具有很强的抑生作用,常规的生物处理方法很难达到理想效果,而基于羟自由基或硫酸根自由基的高级氧化技术因具有氧化能力强、无二次污染、高效可操作性强的特点,在难降解废水处理方面具有广阔的应用前景和发展空间。基于此,本文开展了高级氧化法在四环素类废水处理中的应用进展研究,综述了基于羟自由基和硫酸根自由基高级氧化技术处理抗生素废水的效果,着重介绍了过硫酸盐高级氧化技术在处理四环素类废水中的应用。结果表明:在过硫酸盐高级氧化技术中,热活化和过渡金属活化PS降解四环素类抗生素效果最好。综合考虑时,电化学活化PS的反应条件最易获得,光催化活化需要控制催化剂的用量,过渡金属活化受重复使用次数限制,低温等离子和生物炭活化效果较好但研究较少。最后对高级氧化技术的发展进行展望,以期为四环素类废水处理技术的应用提供参考。