鈍頂螺旋藻對磺胺類抗生素的敏感性和降解規(guī)律研究.pdf

1、磺胺類藥物(SAs)是具有對氨基苯磺酰胺結(jié)構(gòu)的一類應用最廣、用量最大的廣譜抑菌藥物，主要用于預防和治療細菌感染性疾病，并在畜禽養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中作為動物飼料添加劑，以起到刺激動物生長和促進增產(chǎn)的作用?；前奉惪股赝ㄟ^抑制病原體體內(nèi)葉酸的合成，阻礙對氨基苯甲酸的轉(zhuǎn)換，以達到抑菌的效果，其不僅對環(huán)境中細菌有害，而且還對單細胞藻類、無脊椎動物、植物和魚類都有不良影響，破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
　　光合自養(yǎng)型微藻是環(huán)境中的初級生產(chǎn)者，在水生

2、生態(tài)系統(tǒng)中意義重大。其種類的多樣性和初級生產(chǎn)量會直接影響水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能。因而，藻類成為監(jiān)測和評價水環(huán)境質(zhì)量的重要指示生物。本項目擬通過研究鈍頂螺旋藻對磺胺類抗生素的敏感性和降解規(guī)律，為磺胺類抗生素污染的生態(tài)風險評價提供基礎資料，同時探討螺旋藻在生物修復磺胺類抗生素污染的水產(chǎn)養(yǎng)殖水體及地表水的潛力。
　　試驗結(jié)果表明:
　　(1) Zarrouk營養(yǎng)液培養(yǎng)鈍頂螺旋藻，6h-10h左右，藻體進入對數(shù)生長期。持續(xù)性光照會嚴重

3、損害鈍頂螺旋藻的活性，使其快速死亡，而持續(xù)暗處理，鈍頂螺旋藻可以保持良好的活性，但生長量不會增加。鈍頂螺旋藻適合周期性光照，最佳光照周期為12 h∶12 h。鈍頂螺旋藻培養(yǎng)液和無鈍頂螺旋藻液培養(yǎng)液中的pH都隨培養(yǎng)時間的延長不斷上升，前者比后者上升的快。培養(yǎng)基pH變化速率與初始藻體細胞濃度大小無關，與藻體生長過程中的比生長速率有關。
　　(2)急性毒性試驗期間，低濃度＜1 mg/L)磺胺嘧啶對鈍頂螺旋藻的生長有一定刺激作用，隨著濃度

4、的進一步升高，抑制作用逐漸顯現(xiàn)出來。而磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑則表現(xiàn)出低濃度條件(＞0.4 mg/L)下對鈍頂螺旋藻抑制作用?；前粪奏?、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑?qū)︹g頂螺旋藻的抑制程度隨污染物濃度的增大而增大，呈現(xiàn)了較明顯的濃度-效應關系。同時，磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑在暴露48 h對鈍頂螺旋藻葉綠素a抑制最強，抑制作用隨暴露時間的延長呈現(xiàn)先升高后下降的“鐘形曲線”，表明鈍頂螺旋藻對三種磺胺類抗生素具有一定的適應能力?；前粪奏?、

5、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑暴露條件下，鈍頂螺旋藻比生長速率的變化與葉綠素a的變化結(jié)果相一致。暴露48 h后，磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑抑制鈍頂螺旋藻葉綠素a的EC50值分別為12.10 mg/L、6.06 mg/L和5.33mg/L，表明其急性毒性隨磺胺類抗生素的正辛醇-水分配系數(shù)log Kow值(-0.08、0.26和0.89)的增大而增強。
　　(3)培養(yǎng)96 h后，除去光解、水解等自然因素引起的降解外，因鈍頂螺旋藻作用

6、而使培養(yǎng)液中磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的含量分別下降了4.42％、3.50％和7.24％。無鈍頂螺旋藻的培養(yǎng)液中磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的降解速率常數(shù)分別為0.72×10-41/h、1.37×10-41/h和1.35×10-41/h，而鈍頂螺旋藻的培養(yǎng)液中則達到了1.29×10-41/h、3.27×10-41/h和3.55×10-41/h，分別提高了79.18％、138.69％和162.96％，表明鈍頂螺旋藻可提高培養(yǎng)

7、液中磺胺類抗生素的消解速率。鈍頂螺旋藻培養(yǎng)液中磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的消解速率常數(shù)隨著磺胺類抗生素的正辛醇-水分配系數(shù)log Kow值的增大而增大，表明抗生素的親脂性越強，越容易進入藻體細胞，便于鈍頂螺旋藻的消解。抑制濃度條件下，鈍頂螺旋藻對磺胺類抗生素的消解作用降低。試驗數(shù)據(jù)顯示鈍頂螺旋藻對磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑都存在富集和降解作用。培養(yǎng)24 h時，鈍頂螺旋藻對磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的富集量和生物濃縮因子(BCF)分別