过滤工艺条件对抗生素抗性细菌丰度的影响

为探究不同过滤工艺运行条件对处理水中的抗生素抗性细菌去除效果的影响,该文设置不同滤料厚度、过滤停留时间和滤料粒径等工艺参数,分析处理后出水和滤料上残留的四环素抗性菌(TET)、诺氟沙星抗性菌(NOR)、磺胺甲恶唑抗性菌(SUL)及克林霉素抗性菌(CLI)的变化规律。结果表明,当石英砂滤料厚度由1 cm增加到5 cm,过滤停留时间由0 min增加到80 min及粒径由6 mm减小到0.3 mm时,出水中4类抗性细菌数目分别下降了56%~65%、34%~54%及44%~64%。相对于滤料粒径,滤层厚度和停留时间对出水和滤料上残留的抗性细菌丰度的影响更为显著。调节石英砂厚度及粒径更利于TET的去除及CLI的滤料存留;调节石英砂厚度及停留时间更利于SUL和CLI的去除及TET的滤料存留;调节石英砂厚度对NOR的去除及滤料存留效果均为最佳;调节石英砂粒径更利于SUL的滤料存留。

饮用水管网中抗生素抗性细菌/基因的赋存与控制

饮用水安全是人类社会健康发展的必要前提,但饮用水管网内的独特环境却在一定条件下为抗生素抗性细菌/基因(antibiotic resistant bacteria/genes, ARB/ARGs)赋存和传播提供了有利条件,从而潜在地危害人体健康。当前,饮用水管网内ARB/ARGs的传播已成为国际关注的热点。为更好地去除饮用水管网内的ARB/ARGs,文中在介绍饮用水管网内ARB/ARGs来源的基础上,详细阐述了影响饮用水管网内ARB/ARGs赋存的主要因素,重点解析了控制ARB/ARGs赋存的有关方法与技术。建议今后研究应主要集中于阐明饮用水管网内ARB/ARGs的富集与传播机制,寻求低成本减少ARB/ARGs的方法,科学评估饮用水中与ARB/ARGs暴露相关的人体健康风险。

我国沿海典型水产养殖水域底泥中抗生素抗性细菌的多样性分析

在水产养殖中,大量使用抗生素会改变水域中的菌落结构,并会诱导产生抗生素抗性菌,对养殖生物及人类健康构成潜在威胁。为初步掌握当前我国沿海养殖密集水域抗性菌的多样性概况,对我国沿海11个典型养殖区的底泥进行采样,选用常见的6种抗生素对菌株进行筛选,并基于Illumina MiSeq测序平台对抗性菌进行多样性分析。结果显示:1)不同养殖水域,其底泥中抗性菌的多样性存在一定的差异; 2)在大部分养殖水域,抗性菌属于变形菌门和厚壁菌门; 3)养殖水域底泥中细菌的多样性在不同抗生素的作用下差异显著。研究结果表明,海水养殖中使用抗生素对抗性菌多样性影响显著。研究结果有助于全面了解水产养殖活动对我国沿海典型养殖区抗性细菌多样性的影响,并可为抗生素使用的生态风险评估和应对策略提供参考。

华中地区水库型水源地抗生素抗性细菌的赋存特征研究

抗生素的滥用导致了细菌耐药性的变化,而水库型水源地抗生素抗性细菌(Antibiotic resistant bacteria,ARB)与人类健康密切相关。为明确华中地区水库型水源地中ARB的赋存特征,选取华中地区11个大型水库型水源地为研究对象,分析了5类ARB在水和沉积物中的分布规律。结果表明,华中地区水库型水源地水和沉积物中,丰度最高的ARB均以四环素类ARB及磺胺类ARB的丰度最高,喹诺酮类ARB在本研究最低。Mantel分析结果表明,沉积物和上覆水中ARB丰度呈显著性正相关(P<0.05),沉积物和水中的物质交换可能是导致这一结果的重要因素。Spearman相关性分析结果表明ARB之间存在一定的相关性,抗生素的共选择作用可能是造成这一结果的潜在因素。研究中筛选的条件致病菌分别对多种抗生素均具有抗性,可能会对人体健康产生潜在威胁。此外,虽然该研究的结果表明水库沉积物在一定程度上受到粪源污染,但华中地区水库环境较低的总异养菌数和饮用水厂较高的细菌去除效率在一定程度上能够保证供水质量。

“有活性但不可培养”状态抗生素抗性细菌的复苏及其潜在机理

饮用水中“有活性但不可培养”(viable but nonculturable,VBNC)状态抗生素抗性细菌(antibiotic resistance bacteria,ARB)的流行极大地破坏了其水质安全性,严重危害人类健康.复苏是VBNC状态细菌的重要特征,但是目前饮用水环境中VBNC状态ARB的复苏及机理并不明确.本研究通过模拟饮用水管网生物膜复苏环境因子,考察了UV/Cl_(2)联合消毒诱导进入VBNC状态的携带多重耐药质粒(Rp4 plasmid,RP4)以及染色体突变(rpoB mutation,RIF)介导抗性的Escherichia coli K12菌株的复苏潜能和复苏规律.结果表明,通过移除消毒压力、添加可培养细胞上清液以及添加丙酮酸条件下,受试VBNC ARB的复苏比例可以达到3.3%~22.7%.并且,大多数复苏的细胞仍能保留原有抗生素抗性.通过长扩增子结合qPCR技术检测发现,即使是高消毒剂剂量诱导的VBNC RP4细菌中tetA和tnpA基因仍能够较好地维持其完整性,具有发生水平基因转移的风险.但高消毒剂剂量诱导的VBNC RIF则发生回复突变,抗性丢失.相较于染色体突变介导抗性的VBNC ARB,携带抗性质粒的VBNC细菌复苏后将具有更大的健康风险.总体而言,本研究证实了饮用水管网环境中存在VBNC ARB复苏的可能,且复苏细菌仍具有发生水平基因转移的潜能,能够促进细菌抗生素抗性在饮用水中的传播扩散.该研究结果不仅是对VBNC状态细菌,特别是VBNC状态ARB复苏研究的重要补充,同时,进一步加深了对VBNC ARB环境风险的认识,也为抑制或减缓饮用水消毒工艺所诱导的VBNC状态细菌的复苏提供了数据参考.

土壤中抗生素抗性基因的环境行为与阻控研究进展

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的传播威胁着生态环境安全和人体健康,已成为一个全球性的问题。土壤中抗生素抗性基因的分布、来源、扩散传播以及消减技术已成为一个研究热点。本文在简要介绍自然环境和受人类活动干扰土壤中抗生素抗性基因分布水平的基础上,分析了土壤中抗生素抗性基因的主要来源,剖析了抗生素抗性基因由土壤向其他环境介质(水、植物)传播的规律及其影响因素,如土壤理化性质、农艺调控和环境中污染物等。进而探讨了环境中各种生物和非生物因素对土壤中抗生素抗性基因持久性的影响和环境中抗生素抗性基因的消减技术,包括好氧堆肥、厌氧发酵、水处理工艺等。最后,提出遵循“大健康(One Health)”准则,以跨学科的方法控制抗生素抗性基因在环境中的传播,以更全面地将抗生素抗性基因对人类的健康风险降低至最低水平。

九龙江下游河口水域抗生素及抗性细菌的分布

2011年8月和2012年5月对九龙江下游河口流域中的四环素和氟甲砜霉素的残留进行检测,显示这2种抗生素含量呈现明显的季节性,四环素(8月)和氟甲砜霉素(5月)的平均浓度分别为2.81ng/L和16.28ng/L.同时采用抗生素平板筛选培养法分析得出分析抗性细菌的丰度,得出2011年8月和2012年5月该海域中表层水样中四环素抗性细菌平+均丰度分别为1.14×105和8.41×103cells/mL,氟甲砜霉素抗性细菌的平均丰度分别为1.61×102cells/mL和5.88×102cells/mL.四环素抗性细菌的丰度明显高于氟甲砜霉素抗性细菌.2种抗生素抗性细菌的季节差异与抗生素含量的季节差异一致.2种抗生素抗性细菌的丰度与抗生素浓度均不具有显著相关性,显示九龙江流域水体中抗生素浓度不是决定抗性细菌的丰度的唯一因素.

海水浴场中抗生素抗性的来源、分布及风险评估研究进展

海水浴场已逐步成为抗生素抗性(antimicrobialresistant,AMR)细菌和抗生素抗性基因(AntimicrobialResistanceGenes,ARGs)的重要储存库。与AMR细菌和ARGs的长期接触会降低海水浴场娱乐人群抗感染能力,增加其健康风险。本文介绍了海水浴场中抗生素抗性细菌及抗性基因的分布现状,总结了海水浴场中抗生素抗性相关的人体健康风险评估方法,对未来海水浴场中AMR细菌和ARGs污染研究进行了展望,以期为今后的相关研究提供参考。

污水厂二级出水中抗生素抗性细菌的紫外灭活与复活特性

抗生素抗性细菌(ARB)作为新兴污染物受到了广泛关注,但紫外线(UV)消毒对ARB去除效果的研究尚不够充分。以某城市污水处理厂过滤后的二级出水为研究对象,通过分析UV消毒前后水中四环素、氨苄西林、氯霉素及链霉素抗性细菌丰度的变化,探究了UV消毒对ARB的去除作用及ARB的光复活与暗修复潜能。结果表明:UV对过滤后二级出水中的4种ARB具有一定灭活能力,4种ARB对UV消毒的耐受能力由高到低分别为:氨苄西林抗性细菌>四环素抗性细菌>链霉素抗性细菌≈氯霉素抗性细菌。当UV消毒剂量为20 mJ/cm^(2)时,氯霉素与链霉素抗性细菌可被完全灭活,消毒后24 h内,这2种ARB未出现光复活或暗修复现象,这一剂量的UV不能完全灭活氨苄西林与四环素抗性细菌,且被灭活后的ARB可实现部分光复活及暗修复。当UV消毒剂量达到80 mJ/cm^(2)时,这4种ARB均被全部灭活,消毒后6 h内,氨苄西林抗性细菌出现了复活现象。不论是在光照还是避光的条件下,UV消毒24 h后水中的总异养菌群中有超过70.32%的细菌对氨苄西林具有抗性,因此,单独UV消毒并不能有效地控制ARB从污水处理厂向环境中的传播。

生物质炭与噬菌体联用阻控与灭活土壤–生菜体系中抗生素抗性致病细菌

农田土壤-蔬菜体系中残留和滋生的多种抗生素抗性致病细菌已对人体健康和生态环境安全造成较严重的隐患,因此开展针对性的风险管控技术研究十分迫切。生物质炭阻控与农业噬菌体疗法联用靶向灭活土壤-蔬菜体系中抗生素抗性致病细菌,为解决此类污染土壤问题提供了全新途径。本研究以自主制备的抗生素抗性致病细菌(携带四环素抗性基因tetW的大肠杆菌K12,携带氯霉素抗性基因ampC的铜绿假单胞菌PAO1)污染农田土壤为盆栽用土,开展生菜土培试验60 d。设置单独或同时添加生物质炭和接种广宿主型噬菌体(YSZ 5K)的不同处理,以土壤-生菜体系中K12、PAO1数量变化及tetW、ampC丰度消减程度表征联合修复的效果。结果表明,针对土壤-生菜体系中残留K12、PAO1和tetW、ampC消减程度变化,判断不同处理效果,依次为:BP(生物质炭与噬菌体联用)>B(单独施用生物质炭)>P(单独接种噬菌体)>CK(对照),其中BP处理条件下,K12与PAO1在土壤和生菜叶片中数量较之对照处理下降了2.1~3.1个数量级,tetW和ampC丰度较之对照处理下降了2.2~3.3个数量级。此外,在BP处理条件下,生菜收获后,土壤微生物群落结构与功能多样性和稳定性指数也得到显著提升,证明该联合治理方式是一种较为环境友好的修复技术。本研究结果可为降低土壤–蔬菜体系中抗性致病细菌的残留风险提供科学的理论依据和有效的管控技术。

樱桃萝卜对抗生素的富集及其潜在风险

为探究土壤抗生素污染的潜在生态和健康风险,于2021年6~9月进行温室土培樱桃萝卜试验,每隔6d向土壤中施用土霉素(OTC)或链霉素(STR)污水,并对其中生长的樱桃萝卜的生物量、萝卜组织抗生素含量和菌群耐药性进行分析.同时,通过风险商法、摄入量计算和小鼠饲喂试验对萝卜植株残留的抗生素和抗性细菌的潜在人体健康风险进行评估.结果表明,与未施用抗生素对照组相比,OTC的连续施用在第74d显著促进了萝卜植株生长,使其总生物量提高了23.1%,而STR的连续施用对萝卜植株的生长并无显著影响;萝卜植株对土壤中施入的两种抗生素均有一定的富集能力,STR在组织中的残留量高于的OTC1~2个数量级,抗生素在植物生长初期主要富集在叶中,生长后期在肉质根根颈部中的富集量显著增加(P<0.05);抗生素的施用使萝卜植株组织中可培养OTC和STR抗性细菌占总可培养细菌的比率分别增加了2.48×10^(-6)%~5.05×10^(-4)%和0.19%~3.32%;食用经抗生素暴露后的萝卜肉质根根颈部可增加机体对抗生素和抗生素抗性细菌的摄入量,但其健康风险较低(评估的风险商指数HQ<0.1、食用萝卜植株的小鼠粪便中抗生素的含量低于检出限).

高级氧化技术处理抗生素及其抗性基因的研究进展

抗生素具有难降解特性,随着抗生素的广泛使用,其在水环境中的含量日益增加。由于传统污水处理厂无法高效去除污水中的抗生素,抗生素残留及活性污泥的营养环境为抗生素抗性细菌(ARB)的增殖和抗生素抗性基因(ARGs)的转移创造了有利条件。同时,氯化、臭氧氧化、紫外辐射等化学氧化和消毒工艺对ARB和ARGs的去除效率较低,某些情况下甚至会诱发抗生素耐药性的发展。近年来,高级氧化技术(AOPs)处理抗生素废水的相关研究受到研究者的广泛关注。在控制抗生素耐药性的蔓延、降低环境风险方面,AOPs发挥了重要作用。对抗生素废水的理化特性进行介绍,综述了不同高级氧化工艺在抗生素废水处理过程中对污染物的去除效率、降解机理和降解途径等。此外,评估了废水处理中化学氧化工艺、消毒工艺、高级氧化工艺对ARB和ARGs的去除效果。最后,探讨了抗生素废水的高级氧化处理过程中存在的关键问题,并给出建设性意见。

乌鲁木齐市医院医疗废水中细菌对抗生素的抗性水平

[目的]检测乌鲁木齐市医院医疗废水中细菌对抗生素的抗性水平。[方法]采集乌鲁木齐市4家综合性医院医疗废水处理系统进出水口样品，通过细菌平板培养法检测致病菌的抗生素抗性水平和医疗废水中总体抗生素抗性细菌的污染水平，通过PCR对致病菌株抗生素抗性的7种抗性基因（ampC，tetO，tetW，sul1，sul2，qnrD和qnrS）进行检测。[结果]分离出的致病菌对氨苄西林、四环素、磺胺嘧啶和环丙沙星的耐药率分别为47．1％、63.4％、53．4％和42．4％，7种抗生素抗性基因在其对应的抗性致病菌的检出率为66．7％-100．0％。经污水处理系统处理后，仍有1．01×10^8-1．39×10^8CFU／mL的抗生素抗性细菌进入自然环境。[结论]乌鲁木齐市医院医疗废水已受到抗生素抗性细菌的严重污染，成为抗生素抗性细菌的储存库和污染来源之一。

中西医结合治疗细菌性肝脓肿临床观察

目的:观察抗生素、厌氧治疗、局部穿刺引流合用中药“银鱼角消脓汤”治疗细菌性肝脓肿的疗效。方法:对临床诊断细菌性肝脓肿患者66例随机分为两组。治疗组44例用中西医结合治疗,对照组22例用单纯西医治疗。观察两组总有效率及体温复常、疼痛消失、血象复常、脓肿消失、住院时间五项临床指标。结果:治疗组总有效率95.5%,明显高于对照组的77.3%(P<0.05),临床五项指标治疗组均优于对照组。结论:中西医结合治疗细菌性肝脓肿比单纯西医治疗更有效。

隔夜管网水中细菌对典型抗生素的耐药性研究

目的研究滞留过夜对管网水中细菌抗生素耐药性的影响。方法以实际管网水为研究对象,通过考察总异养菌数、抗性界定浓度下抗性菌数量和比例,分析滞留0 h和12 h时管网水中的细菌对不同浓度青霉素、四环素、头孢氨苄、环丙沙星、阿奇霉素和庆大霉素6种抗生素的耐受性。结果在滞留时间为0 h时,当抗生素在较低浓度时,耐药性细菌数量和比例处于较高水平;在滞留12 h的水样中,除庆大霉素外,环丙沙星、四环素、青霉素、头孢霉素和阿奇霉素,在浓度为4 mg/L时,就已经具有良好的抑菌效果,耐药性细菌的数量和比例分别为52、52、21、46、38 CFU/100 ml和30.6%、30.4%、12.1%、26.9%、22.1%。与滞留0 h比较,滞留12 h的水样中,6种抗生素对细菌的半抑制浓度均下降。结论滞留12 h的管网水总异养菌群对抗生素的敏感性增强。

制革废水处理过程中磺胺类抗生素和抗性细菌的分布特征

针对两家制革厂废水处理过程中3种磺胺类抗生素和磺胺类抗性细菌的丰度和分布特性以及两个不同工艺污水处理厂对抗生素的去除规律做了相关研究.结果表明,3种抗生素在两家制革污水处理过程中均有检出,水样中3种抗生素的总质量浓度在59.1~706.7 ng·L^(-1)之间;两家制革厂废水处理剩余污泥中3种抗生素的总含量分别为4 388 ng·kg^(-1)和2 979.4ng·kg^(-1),与市政污水处理厂中的抗生素含量相差不大.不同的污水处理工段对3种抗生素去除效果不同,但去除效率均大于70%.生物处理单元对抗生素的去除率相对较高,而厌氧池是去除抗生素的主要阶段(去除率>50%).两个制革厂的进出水和剩余污泥中共筛选出8株抗性细菌,这8个分离菌株可分为5个菌属.进出水中的抗性细菌含量介于9.37×10~3~5.08×10~5CFU·mL^(-1)之间,剩余污泥中的磺胺类抗性细菌含量较高分别为1.17×10`7CFU·g^(-1)和7.2×10~6CFU·g^(-1).两个制革污水处理厂对磺胺甲唑抗性细菌的去除率分别达到了1.34 log和2.15 log.

培养法检测海滨浴场细菌多样性及耐药性研究

【目的】耐药基因细菌水平基因转移导致的耐药菌数量增加引发的公共安全问题日益引起人们关注,监测环境中耐药菌变得极为重要。【方法】采集湛江3处滨海浴场的水体、沙滩土样,通过平板稀释涂布和琼脂扩散法进行浴场微生物数量、多样性和抗生素耐药性分析。【结果】3处浴场水体无机氮含量偏高,浴场微生物数量随着客流量逐渐增加,沙滩中微生物数量显著高于水体。浴场细菌分布于3门12科18属,水体中变形菌门(Proteobacteria,49.64%)占优势,沙滩则是厚壁菌门(Firmicutes,54.74%)占优势。浴场细菌对β-内酰胺类耐药率较高,青霉素、万古霉素和头孢曲松耐药率分别达到23.25%、20.53%和17.42%,耐药菌株主要分布于芽孢杆菌属(Bacillus)、弧菌属(Vibrio)、假单胞菌属(Pseudomonas)、链霉菌属(Streptomyces)和肠杆菌属(Enterobacter),水体中多重耐药细菌数量显著高于沙滩,集中于人流量多的浴场。【结论】滨海浴场环境中细菌耐药菌种类多,需持续监测以评估对当前地区公共卫生的潜在影响。

淡水环境中微塑料对微生物耐药性的影响

微塑料和抗生素抗性基因(ARGs)作为2种主要的新兴污染物,在水生环境中共存,两者之间相互作用形成的复合污染日益引起人们的关注。微塑料可以选择性富集周围环境中的微生物和ARGs,形成生物膜,为ARGs提供潜在宿主。微塑料形成的独特“塑料圈”对于了解淡水环境中微塑料的形态和ARGs传递至关重要。本文重点综述了微塑料选择性富集水体中ARGs和微生物群落,讨论了微塑料表面抗性基因水平转移的机制,对未来淡水中微塑料及ARGs相关研究的重点方向进行了展望,以促进科学解决微塑料污染。

自然环境分离磺胺甲噁唑抗性细菌抗药性及其抗性基因分析

为了解自然环境源细菌对磺胺类抗生素的抗性特征,采用纯培养物分离技术从淮河底泥中筛选磺胺甲噁唑(SMZ)抗性细菌,测定其抗性水平,PCR扩增进一步分析其抗性基因(sul)和一类整合子(intl)。结果从该底泥样品中分离出4株SMZ抗性细菌,经鉴定分别为Arthrobacter spp.Y1、Bacillus spp.Y2、Acinetobacter spp.Y4和Bacillus spp.H。菌株对SMZ的抗性水平从低到高依次为Y4(0.5)、Y1(5)、H(10)和Y2(>10 mg/mL)。4个SMZ抗性菌株均携带sul1基因,但均不含sul3和sulA基因,其中菌株H同时携带sul2基因。菌株Y2和Y4含有一类整合子,但是菌株Y1和H不含该整合子。本研究有助于加深对自然环境源SMZ抗性细菌抗性特征及其潜在风险的认知。

磺胺甲(口恶)唑对海水养殖废水处理过程中抗性细菌及抗性基因的富集作用

抗生素在海水养殖过程中大量使用,但仅有少部分被生物体利用,含有抗生素的废水进入水处理系统后,抗生素、抗性菌和抗性基因的响应过程尚不完全清楚.应用缺氧/好氧移动床生物膜反应器(A/O-MBBR)处理含磺胺甲(口恶)唑(SMX)的海水养殖废水,探究在SMX选择压力下,反应器内抗生素和抗性基因丰度的变化规律,以及微生物群落和可培养的抗性细菌种群的响应.结果表明,在进水SMX浓度为500μg·L^(-1),水力停留时间为8 h,SMX加入初期会对NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N的去除率有轻微影响,随后逐步恢复;同时去除约32%的SMX,且78%以上SMX在缺氧区完成;抗性基因在缺氧区富集明显高于好氧区,在缺氧区磺胺类抗性基因(sul1)绝对丰度上升2.43 log,磺胺类抗性基因(sul2)上升1.71 log;而在好氧区,sul1绝对丰度上升1.17 log,sul2上升0.91 log.抗性平板培养结合高通量测序表明,假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)在反应器可培养抗性细菌中占最优势.高通量测序分析发现可培养的抗性细菌假单胞菌属(Pseudomonas)在反应器内占比最高.表明含SMX的海水养殖废水可促进水中抗性基因的富集,部分抗性细菌的数量显著增加.