典型抗生素在土壤-植物中的遷移及其機(jī)制.pdf

1、獸用抗生素作為飼料添加劑被廣泛地應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)中，進(jìn)而不斷被引入土壤環(huán)境，其造成的假持久性污染效應(yīng)及其所引起的潛在環(huán)境毒性效應(yīng)均引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。本文以我國(guó)使用量較大的金霉素(CTC)、磺胺甲惡唑(SMZ)、磺胺噻唑(ST)、泰樂菌素(TYL)和慶大霉素(CM)5種典型抗生素為模型藥物，研究了高濃度和低濃度條件下，典型抗生素的植物吸收轉(zhuǎn)運(yùn)富集規(guī)律及機(jī)制。取得的具體結(jié)果如下:
　　(1)在實(shí)驗(yàn)室已有方法的基礎(chǔ)上，利用高效液相色譜串

2、聯(lián)質(zhì)譜，建立了高效的4種單一抗生素的液質(zhì)檢測(cè)方法，其檢測(cè)限和定量限分別達(dá)到0.006-0.014μg/kg和0.01-0.048μg/kg;建立了植物中慶大霉素的提取方法及其HPLC-MS/MS檢測(cè)方法，回收率介于93.3％-95.2％，檢測(cè)限與定量限分別為0.001-0.002μg/kg和0.003-0.006μg/kg。方法簡(jiǎn)捷實(shí)用，可完成植物中抗生素殘留的快速定量測(cè)定。
　　(2)通過復(fù)合抗生素對(duì)玉米的影響研究發(fā)現(xiàn)，不同抗生

3、素在玉米根尖(0.5-10.0mm)的分布區(qū)域不同，復(fù)合抗生素影響植物對(duì)抗生素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。CTC和SMZ的最大富集量分布于根尖0.5-2.0mm處，ST分布于根尖4.0-6.0mm處;復(fù)合抗生素脅迫下，根系富集系數(shù)(RCF)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(TF)值均有不同程度的波動(dòng):CTC的RCF值介于0.01-0.73之間，SMZ的RCF值介于0.01-0.28;CTC的TF值介于0.01-2.5之間，SMZ的TF值介于0.01-2.8之間。通過對(duì)玉米

4、水培系統(tǒng)中不同時(shí)期抗生素轉(zhuǎn)歸的研究，發(fā)現(xiàn)在無直接光照影響下玉米植株對(duì)抗生素的生物降解是抗生素在玉米體系中的主要消解途徑;通過不同呼吸抑制劑(NaN3、丙二酸、SHAM、SHAM+NaN3)處理發(fā)現(xiàn)，10mg/L的CTC和SMZ處理下的玉米根系對(duì)抗生素的吸收為主動(dòng)吸收過程;通過添加水通道蛋白抑制劑HgCl2，發(fā)現(xiàn)兩種抗生素的轉(zhuǎn)運(yùn)過程與玉米的水通道蛋白相關(guān)。
　　(3)通過在盆土中添加不同濃度抗生素(1、10和50mg/kg)，發(fā)現(xiàn)土

5、壤環(huán)境中殘留抗生素濃度隨初始處理濃度的升高而升高;添加抗生素降解菌會(huì)一定程度提高抗生素的去除效果，隨著植物不斷生長(zhǎng)，各處理間抗生素殘留率差異逐漸變小。通過在盆土中添加抗生素和抗生素降解菌，發(fā)現(xiàn)菠菜盆栽試驗(yàn)中，7d后添加慶大霉素及其降解菌(CGF)處理比只添加慶大霉素(CG)處理中慶大霉素殘留率下降了約3.3％，CTW處理比只添加泰樂菌素(CT)處理中泰樂菌素的殘留率降低了4.1％，證實(shí)了抗生素降解菌可以提高土壤中兩種抗生素的去除效果。<

6、br>　　(4)菠菜盆栽試驗(yàn)中，通過添加外源抗生素（泰樂菌素和慶大霉素）及其降解菌（泰樂菌素降解細(xì)菌無色桿菌和慶大霉素降解真菌FZC3），發(fā)現(xiàn)泰樂菌素降解細(xì)菌和慶大霉素對(duì)土壤細(xì)菌影響較大，慶大霉素降解真菌FZC3和泰樂菌素對(duì)土壤真菌影響較大，同時(shí)添加這兩種抗生素會(huì)有拮抗效應(yīng)。相比于空白處理(CC)，CG、CTW和CMM三個(gè)處理對(duì)土壤中細(xì)菌豐富度和多樣性有顯著影響，CGF、CT和CMM三個(gè)處理對(duì)土壤中真菌豐富度和多樣性有顯著影響。分析比較

7、各處理中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，第1周和第2周時(shí)，CG、CTW和CMM三個(gè)處理的群落結(jié)構(gòu)與CC處理間差異顯著，證實(shí)慶大霉素和泰樂菌素降解細(xì)菌無色桿菌對(duì)細(xì)菌群落影響較大。分析比較各處理中真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，兩周均表現(xiàn)為CGF、CT和CMM處理中真菌群落結(jié)構(gòu)與CC處理之間差異顯著，證實(shí)泰樂菌素和慶大霉素降解真菌FZC3對(duì)土壤真菌的影響較大。而CM組中真菌和細(xì)菌的群落豐富度與多樣性、細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和真菌群落結(jié)構(gòu)均與CC組間無顯著差異，證實(shí)同時(shí)添加慶大霉