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生活污水中微塑料对磺胺嘧啶及环丙沙星吸附行为的研究

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生活污水中微塑料对磺胺嘧啶及环丙沙星吸附行为的研究

作者：胡晨大连海事大学

学位级别：硕士

微塑料(Microplastics)通常是指粒径小于5 mm的塑料小颗粒。人们使用的化妆品和个人护理等用品中都含有塑料颗粒,包括洗面奶、牙膏、肥皂、乳液和磨砂膏等,在使用过程中直接通过家庭排水管道被冲洗掉流入城市污水处理厂。此外塑料固体... 详细信息

微塑料(Microplastics)通常是指粒径小于5 mm的塑料小颗粒。人们使用的化妆品和个人护理等用品中都含有塑料颗粒,包括洗面奶、牙膏、肥皂、乳液和磨砂膏等,在使用过程中直接通过家庭排水管道被冲洗掉流入城市污水处理厂。此外塑料固体废物和城市塑料垃圾的径流也是污水中微塑料的来源。由于污水处理工艺的局限性,虽然经过处理后污水中微塑料的浓度显著降低,但由于排放水量巨大会导致大量微塑料随着尾水的排放进入水环境引发了一系列生态环境问题。抗生素的大量使用导致的水环境污染问题也不容忽视。由于其自身可生化降解性较差,环境中抗生素持久性污染的程度增高,对人们的身体健康和生态环境造成了巨大的威胁。微塑料具有比表面积大、疏水性强、质量轻等特点,易与水环境中的抗生素发生吸附作用形成更加复杂的污染体系,影响着微塑料和抗生素的迁移转化。因此研究微塑料与抗生素的吸附行为及机制对生活污水的风险评估和治理具有重要意义。本研究自制了聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)两种微塑料,选取磺胺嘧啶(SDZ)及环丙沙星(CIP)两种代表性抗生素,在生活污水和纯水不同背景溶液条件下,研究了抗生素在微塑料上的吸附行为和机制,主要研究内容如下:(1)对大连市夏家河污水处理厂进水口区域微塑料的浓度和赋存形态进行调查,结果显示,微塑料的浓度为10.53个/L,检出的PE和PP数量最多,形态主要是碎片和线状,白色、绿色和透明的微塑料占据主体地位。(2)实验用聚乙烯和聚丙烯微塑料由人工破碎研磨制成,利用傅立叶红外光谱分析仪对微塑料的官能团进行分析。通过动力学和等温吸附实验探讨了SDZ和CIP在微塑料上的吸附行为。采用准一级动力学模型和准二级动力学模型对动力学吸附结果进行拟合,实验表明准二级动力学模型拟合效果更好,说明吸附过程是表面吸附和吸附位点共同作用的结果。此外微塑料对SDZ和CIP的等温吸附过程更符合Freundlich模型,这表明吸附中心分布不均匀,为多分子层吸附。PE对抗生素的吸附能力强于PP,污水中微塑料对SDZ和CIP的吸附量低于纯水背景溶液条件下,具体为:CIP-纯水>CIP-污水>SDZ-纯水>SDZ-污水;PE-纯水>PP-纯水>PE-污水>PP-污水。(3)考察了实验温度和溶液p H对吸附过程的影响。升高温度对微塑料吸附SDZ和CIP具有促进作用,吸附过程为自发过程。而微塑料对SDZ和CIP的吸附量与溶液的p H呈负相关,这是由于在不同的p H条件下微塑料的Zeta电位和抗生素的解离构型明显不同,导致静电相互作用发生了变化。本研究从微塑料的结构、背景溶液和抗生素自身性质三个方面对微塑料吸附抗生素进行了探讨,结果表明,静电相互作用、范德华力和微孔填充机制是微塑料和抗生素之间的主要结合机制。

关键词：磺胺嘧啶环丙沙星聚乙烯聚丙烯吸附生活污水

聚苯乙烯纳米塑料和磺胺嘧啶在饱和多孔介质中的共迁移行为

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聚苯乙烯纳米塑料和磺胺嘧啶在饱和多孔介质中的共迁移行为

作者：裴莹盈华中农业大学

学位级别：硕士

纳米塑料作为一类环境新兴污染物,已有大量报道显示其威胁着生态环境安全和人体健康。与微塑料相比,纳米塑料颗粒更小、比表面积更大且疏水性较强。它们在土壤环境中具有环境丰度高、扩散能力强和生物毒性大等特点。抗生素由于大量使用... 详细信息

纳米塑料作为一类环境新兴污染物,已有大量报道显示其威胁着生态环境安全和人体健康。与微塑料相比,纳米塑料颗粒更小、比表面积更大且疏水性较强。它们在土壤环境中具有环境丰度高、扩散能力强和生物毒性大等特点。抗生素由于大量使用而广泛存在于土壤环境中,其在酸性和碱性条件下均易溶解,迁移能力强。纳米塑料和抗生素在土壤中的共同存在可能导致更复杂的环境危害,它们间的相互作用带来的复合污染问题还鲜有报道。目前,针对纳米塑料、重金属及抗生素等污染物在多孔介质中的单一迁移研究较多,而对聚苯乙烯纳米塑料(Polystyrene nanoplastics,PSNPs)及磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ)的共迁移行为尚未见报道。铁氧化物广泛存在于土壤中,并且其能够包覆在多孔介质表面,会对纳米塑料和抗生素在土壤中的迁移行为产生显著影响。本研究以裸露的石英砂(Bare quartz sand,BQS)和针铁矿包覆砂(Goethite-coated quartz sand,GQS)为介质,利用砂柱迁移实验、模型拟合和DLVO(Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)理论计算,结合Zeta电位分析、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱等技术,研究PSNPs和SDZ在不同p H值和离子强度下的共迁移行为和微观作用机制。研究结果将有助于理解PSNPs和SDZ在土壤多孔介质中的共迁移行为和机制,为预测和评价纳米塑料和磺胺类抗生素土壤和地下水中的复杂污染提供科学依据。本研究取得的主要结论如下:(1)PSNPs在裸砂中的迁移率明显高于针铁矿包覆砂中,这主要归因于针铁矿包覆砂表面针铁矿的存在,会增加其表面粗糙度和沉积位点;同时针铁矿包覆砂的Zeta电位值低于裸砂,会减小PSNPs和针铁矿包覆砂之间的静电斥力,从而使PSNPs在针铁矿包覆砂中的迁移率低于裸砂中。(2)PSNPs在裸砂中的迁移率受离子强度和p H值的影响较大,而PSNPs在针铁矿包覆砂中的迁移率受离子强度、p H值的影响较小,但PSNPs在裸砂和针铁矿包覆砂中的迁移率均会随离子强度的增大而减小,随p H值的增大而增大。在p H9、10 mmol/L KCl条件下,PSNPs在裸砂中的迁移率可达到0.85,PSNPs在针铁矿包覆砂中的迁移率仅为0.11。TSM拟合显示,随着离子强度的增加和p H值的减小,PSNPs在裸砂中的分配系数K值和阻滞因子R值也减小。(3)PSNPs与SDZ共迁移时,SDZ的加入可以提高PSNPs的迁移率。SDZ的加入会与PSNPs竞争在裸砂和针铁矿包覆砂上的沉积位点;FTIR表征显示SDZ的加入增加了PSNPs表面带负电的官能团,从而增大了PSNPs和介质之间的静电斥力;DLVO理论计算显示SDZ的存在可以增加PSNPs和介质之间的势垒值,从而增加PSNPs在介质上的迁移率。(4)PSNPs和SDZ共迁移时,离子强度和PSNPs的加入对SDZ的迁移率影响较小,而p H值的变化对SDZ迁移率影响较大;p H值的增加会显著增加SDZ的迁移率,SDZ在p H 9条件下的迁移率较高,最高值可达到1.00。这主要归因于p H值为9时,介质表面负电荷数量均最多,SDZ在p H 9下主要为阴离子形态,介质与SDZ间的静电斥力最大,从而促进了SDZ的迁移。

关键词：纳米塑料聚苯乙烯磺胺嘧啶共迁移针铁矿包覆砂裸露的石英砂

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磺胺嘧啶在玉米驯化根际土壤中的降解规律

生态与农村环境学报 2013年第2期29卷 269-272页

作者：金彩霞朱雯斐郭华河南师范大学化学与环境科学学院/河南省环境污染控制重点实验室/黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室河南新乡453007

采用根际袋盆栽试验研究磺胺嘧啶在驯化和未驯化的玉米根际与非根际土壤中的降解规律。结果表明,磺胺嘧啶在土壤中的降解符合一级动力学反应模型,降解速率常数为0.015～0.043 d-1,半衰期为16.8～46.5 d。磺胺嘧啶添加量为2、5和10 mg.k... 详细信息

采用根际袋盆栽试验研究磺胺嘧啶在驯化和未驯化的玉米根际与非根际土壤中的降解规律。结果表明,磺胺嘧啶在土壤中的降解符合一级动力学反应模型,降解速率常数为0.015～0.043 d-1,半衰期为16.8～46.5 d。磺胺嘧啶添加量为2、5和10 mg.kg-1条件下,培养40 d时,其在未驯化根际与非根际土壤中的降解率分别为65.5%和43.9%、60.4%和40.2%、58.5%和34.2%,在驯化根际与非根际土壤中的降解率分别为77.7%和58.4%、71.3%和53.4%、66.1%和51.9%。磺胺嘧啶在根际土壤中的降解速率大于非根际土壤,在受磺胺嘧啶驯化土壤中的降解速率普遍大于未驯化土壤。适当的驯化及根系的协同作用可明显提高磺胺嘧啶在土壤中的降解速率。

关键词：磺胺嘧啶根际土壤驯化降解

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磺胺嘧啶残留检测技术的研究进展

磺胺嘧啶残留检测技术的研究进展

磺胺嘧啶分子印迹电化学传感器的制备及其快速检测食品中磺胺嘧啶药物残留

中国食品科学技术学会第二十届年会

作者：郭晨尚鹤婷霍俊奇马悦周沫笼栗慧魏东河北北方学院河北省农产品食品质量安全分析检测重点实验室河北北方学院农林科技学院河北北方学院张家口市特色农产品质量安全重点实验室

磺胺嘧啶是最早人工合成的抗菌药物之一,被广泛应用于畜牧养殖业生产中,对抗生素的发展做出了突出贡献。但近年研究发现,磺胺嘧啶对人体具有严重的副作用,人体摄入后会导致药物在人体中蓄积,对人体健康造成较大危害。因此,建立准确便捷... 详细信息

磺胺嘧啶是最早人工合成的抗菌药物之一,被广泛应用于畜牧养殖业生产中,对抗生素的发展做出了突出贡献。但近年研究发现,磺胺嘧啶对人体具有严重的副作用,人体摄入后会导致药物在人体中蓄积,对人体健康造成较大危害。因此,建立准确便捷的快检技术是磺胺嘧啶残留研究的重点。本文分别对免疫法、色谱法及毛细管电泳法三种检测技术的原理及应用进行了综合分析,比较了不同检测技术优缺点。这些技术具有灵敏度高、精确度高等优点,但样品前处理繁琐复杂,需依赖大型精密分析仪器,不能适应大批量样品的现场快速检测要求。将多种快速样品预处理技术与快速检测方法相结合,可有效缩短检测时间,提高方法的灵敏度,更好适应现场大批量筛查快速检测需求,为食品安全提供更有力的保障。

关键词：磺胺嘧啶兽药残留检测技术

来源： cnki会议评论

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食品科学 2018年第22期39卷 319-327页

作者：赵玲钰秦思楠高林高文惠河北科技大学生物科学与工程学院河北省发酵工程技术研究中心河北石家庄050000

以磺胺嘧啶为模板分子,邻氨基苯酚为功能单体,采用紫外光谱法优化二者比例,以羧基化多壁碳纳米管和纳米金为修饰材料,用滴涂法修饰玻碳电极,在高氯酸-高氯酸钠溶液(pH 5.5)中电聚合形成邻氨基苯酚聚合膜,制备磺胺嘧啶分子印迹电化学传... 详细信息

以磺胺嘧啶为模板分子,邻氨基苯酚为功能单体,采用紫外光谱法优化二者比例,以羧基化多壁碳纳米管和纳米金为修饰材料,用滴涂法修饰玻碳电极,在高氯酸-高氯酸钠溶液(pH 5.5)中电聚合形成邻氨基苯酚聚合膜,制备磺胺嘧啶分子印迹电化学传感器。实验选用含0.5 mol/L KCl及5 mmol/L K_3[Fe(CN)_6]-K_4[Fe(CN)_6]的水溶液为表征溶液,采用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究传感器的电化学响应特性,优化制备条件,研究印迹传感器对模板分子及其结构类似物的选择性响应性能,并将该传感器应用于食品中磺胺嘧啶药物残留的快速检测。在最佳条件下,磺胺嘧啶浓度在1.0×10^(-8)~2.0×10^(-6) mol/L范围内线性关系良好,检出限为3.3×10^(-9) mol/L,样品加标平均回收率在83.50%~97.80%之间,相对标准偏差不大于4.0%。该传感器制作成本低、操作简便快速、检测灵敏度高、抗干扰能力强、稳定性好,具有良好的应用前景。

关键词：磺胺嘧啶电极修饰材料分子印迹聚合物电化学传感器紫外光谱法

氨基多羧酸络合Fe（Ⅲ）活化过硫酸盐降解磺胺嘧啶及机理研究

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氨基多羧酸络合Fe（Ⅲ）活化过硫酸盐降解磺胺嘧啶及机理研究

作者：梁健伟广西大学

学位级别：硕士

新污染物的治理是“十四五”生态环境保护工作的重点内容之一,而抗生素是新污染物中的一类。近年来磺胺类抗生素的滥用导致其在水环境中被频繁检出,对人类健康和生态环境的稳定造成了潜在威胁。因此,研究其去除工艺和技术非常必要。在... 详细信息

新污染物的治理是“十四五”生态环境保护工作的重点内容之一,而抗生素是新污染物中的一类。近年来磺胺类抗生素的滥用导致其在水环境中被频繁检出,对人类健康和生态环境的稳定造成了潜在威胁。因此,研究其去除工艺和技术非常必要。在传统的Fe(Ⅱ)、光/Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐高级氧化技术中,存在Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环过慢而阻碍效率提高的问题。为了克服这一问题,本文采用两种环境友好型氨基多羧酸,乙二胺-N,N’-二琥珀酸(EDDS)和氮基三乙酸(NTA),分别与三价铁离子形成络合物,活化两种过硫酸盐(过二硫酸盐PDS与过一硫酸盐PMS)降解目标污染物磺胺嘧啶(SD),研究其降解效率及机理。主要研究内容和结论如下:首先,在光照下,利用EDDS与Fe(Ⅲ)络合后形成配合物活化PDS,构建了Fe(Ⅲ)-EDDS/PDS/hv体系降解SD,探讨其可行性。结果表明,Fe(Ⅲ)-EDDS/PDS/hv体系可以在90 min内将SD完全降解。通过探究Fe(III)与EDDS摩尔比、Fe(III)-EDDS浓度、PDS浓度对SD降解的影响,得到了Fe(III)-EDDS/PDS/hv体系降解SD的优化降解条件。分析了四种常见的无机阴离子(Cl、CO、SO、NO)、腐殖酸对Fe(Ⅲ)-EDDS/PDS/hv体系降解SD的影响。结果表明,在Fe(III)-EDDS/PDS/hv体系中加入Cl后,SD的降解几乎不受影响,加入NO以及腐殖酸后,SD的降解受到了一定程度的影响,加入SO以及CO后,SD的降解受到了明显的抑制。阴离子与腐殖酸会猝灭自由基是SD降解效率降低的主要原因。其次,利用Fe(Ⅲ)-NTA络合物活化PMS,构建了Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系降解SD,探讨其可行性。结果表明,Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系能在90 min内将SD完全降解。通过讨论Fe(Ⅲ)与NTA摩尔比、Fe(III)-NTA浓度、PMS浓度对SD降解的影响,得到Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系中SD的优化降解条件。分析了实际水体中常见的四种无机阴离子以及腐殖酸对Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系降解SD的影响。结果表明,即使在四种阴离子(Cl、CO、SO、NO)及腐殖酸加入后,Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系对SD的降解也有较好的效果,甚至在加入CO后,SD的降解效率得到一定的提升。在Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系中,非自由基反应受共存物质干扰较小是SD能保持较高降解效率的一个重要原因。最后,对Fe(Ⅲ)-EDDS/PDS/hv体系以及Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系降解SD的机理进行了分析。结果表明,通过引入氨基多羧酸,有效加速了铁活化过硫酸盐体系中的Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环,使体系降解SD的效率提高。在Fe(Ⅲ)-EDDS/PDS/hv体系中,通过电子自旋共振波谱(ESR)以及捕获试验可知,·OH以及SO是降解SD的主要活性物质,该体系反应过程主要为自由基反应。通过液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)分析了Fe(Ⅲ)-EDDS/PDS/hv体系在降解SD的过程中产生的中间产物,以此为基础提出了SD的降解路径。在Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系中,通过ESR、捕获试验、相关理论计算以及LC-MS分析得知,Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系通过自由基与非自由基的共同作用将SD降解。通过LC-MS得出了SD在降解过程中产生的主要中间产物,同样据此提出了Fe(Ⅲ)-NTA/PMS体系中SD的降解路径。

关键词：磺胺嘧啶氨基多羧酸 Fe(Ⅲ) 活化过硫酸盐降解机理

掺硼金刚石电极处理畜禽养殖废水中磺胺嘧啶和铜离子试验研究

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掺硼金刚石电极处理畜禽养殖废水中磺胺嘧啶和铜离子试验研究

作者：李国超济南大学

学位级别：硕士

近年来,抗生素因在预防和治疗畜禽动物相关疾病方面的特殊功效,被广泛应用于畜禽养殖行业。除此之外,铜、锌等金属离子由于具有促进细胞新陈代谢和生长发育等功能也被大量添加于畜禽饲料中。由于畜禽养殖过程中过量使用和动物吸收率过... 详细信息

近年来,抗生素因在预防和治疗畜禽动物相关疾病方面的特殊功效,被广泛应用于畜禽养殖行业。除此之外,铜、锌等金属离子由于具有促进细胞新陈代谢和生长发育等功能也被大量添加于畜禽饲料中。由于畜禽养殖过程中过量使用和动物吸收率过低等原因,致使抗生素和重金属在畜禽排泄物中被高频率检出。畜禽排泄物中的抗生素类和重金属类污染物进入自然环境后,不仅会污染环境、破坏生态平衡,还可能通过食物链对人体造成危害,给生态环境和人类健康产生高度威胁。电化学处理作为一种高级氧化处理工艺,可对抗生素类和重金属类污染物进行同步去除,且降解彻底,无二次污染,近年来得到广泛关注,已被尝试应用于畜禽养殖废水治理中。本文以畜禽养殖废水中常检出的抗生素—磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ)及常检出的重金属—铜离子(Cu)为目标污染物,形成以掺硼金刚石(Boron-doped diamond,BDD)电极为阳极,不锈钢电极为阴极的电化学体系。在系统表征BDD电极物理性能和电化学性能的基础上,系统探究该电化学体系中各个关键影响因子对目标污染物降解效能的影响作用规律,研究揭示电化学体系中SDZ及Cu的降解机理。最后,全面考察了BDD电化学技术对三种不同水质条件畜禽养殖废水的处理效能,以期为处理工艺的进一步实际应用提供技术参考。通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪、拉曼光谱对BDD电极进行了物理性能表征,结果表明:BDD电极表面形态良好,机械强度高,类金属性能优越;BDD电极的循环伏安测试和线性扫描测试分析证明:该电极析氧电位高,析氧副反应少,有利于活性物种的生成和电催化效率的提高。选取了典型抗生素—SDZ(初始浓度为10 mg/L)和典型重金属—Cu(初始浓度为5 mg/L)为目标污染物配制成模拟畜禽养殖废水,考察了不同电解参数、废水中常见的背景离子、同时电化学处理和单独电化学处理对反应体系降解效能的影响。结果表明,同步电化学处理的最优工况条件为:电流密度40 m A/cm,极板间距20 mm,转速400r/min,电解质溶液NaSO浓度50 mmol/L,反应体系初始p H=8.0,电化学处理90 min后SDZ降解效率为93.3%,Cu降解效率为84.3%,处理后Cu浓度仅为0.32 mg/L;常见背景离子中Cl起到一定程度的促进作用,HCO对反应体系降解效能起到抑制作用,PO对反应体系污染物降解也起到一定程度抑制作用,但抑制作用要小于HCO;同步电化学处理对于SDZ的去除起到积极作用,这是因为加入Cu后,反应体系电子转移速率更快,电流响应值更高,活性物种的量增多,同步电化学处理对于Cu的去除起到一定程度抑制作用,但抑制作用较小,综合考量同步电化学处理效能优于单独电化学处理效能。通过自由基抑制剂、化学探针试验,得出电化学反应体系中降解SDZ的主要作用为直接电化学(DET)反应,其次为羟基自由基(·OH)的高级氧化作用;电化学体系降解SDZ产物分析表明:SDZ的降解主要是在电极电子传递和活性物种的作用下,通过一系列氧化、断键和开环等将其降解成小分子物质;XPS分析结果可知,体系中Cu的降解符合碱性条件下降解规律,即反应初期,Cu会迅速反应,形成Cu(OH)沉淀,随反应进行,溶液p H值逐渐降低,Cu(OH)沉淀逐渐溶解,Cu析出后会逐步在阴极被还原吸附沉积,最终得到去除。以畜禽养殖废水原水、厌氧消化液出水、好氧出水等三种不同水质为研究对象,考察电化学工艺的处理效能,结果表明:该工艺体系应用于好氧出水后的深度处理拥有最优异的降解效能。因此,可考虑将掺硼金刚石阳极电化学处理工艺应用于畜禽养殖废水深度处理,研究结果可为新型高级氧化处理工艺探索和工程应用推广提供参考。

关键词：畜禽养殖废水电化学处理掺硼金刚石电极磺胺嘧啶铜离子

AMBBR工艺处理磺胺嘧啶废水效能及微生物机理研究

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AMBBR工艺处理磺胺嘧啶废水效能及微生物机理研究

作者：李奇内蒙古科技大学

学位级别：硕士

由于在医学和畜牧业中的广泛使用,抗生素不断流入环境之中,又因其难以降解的特性表现出“假持久性”,近年来抗生素在水环境中被检测到的种类和浓度不断增加,磺胺类已成为废水中常见的抗生素类型。但传统的活性污泥法难以去除环境中的抗... 详细信息

由于在医学和畜牧业中的广泛使用,抗生素不断流入环境之中,又因其难以降解的特性表现出“假持久性”,近年来抗生素在水环境中被检测到的种类和浓度不断增加,磺胺类已成为废水中常见的抗生素类型。但传统的活性污泥法难以去除环境中的抗生素,本课题以实验室前期研制的新型磁性填料为基础,建立交替式移动床生物膜反应器(Alternately Move Bed Biofilm Reactor,AMBBR)对不同浓度的含磺胺嘧啶废水进行处理,分析反应器在抗生素影响下的脱氮除碳性能,探究微生物群落结构、功能和代谢特性与磺胺嘧啶的响应关系。取得以下结果:(1)当磺胺嘧啶浓度处在微克级别时,反应器有着良好的脱氮除碳性能,COD去除率为93.06%,氨氮去除率为95.15%,磺胺嘧啶去除率稳定在95%左右。抗生素浓度越高,反应器的脱氮除碳性能受抑制程度越大,COD、氨氮及磺胺嘧啶的去除率分别降至80.14%、73.61%和78.15%,但单位生物膜量的抗生素去除量明显增加,生物膜降解能力明显增强。低浓度磺胺嘧啶能促使微生物分泌更多的胞外聚合物,EPS(PN)大量分泌在细胞表面以抵御其生物毒性,而高浓度的磺胺嘧啶会抑制微生物分泌EPS。(2)高通量测序显示,磺胺嘧啶的存在首先降低了菌群群落的丰度及多样性,对微生物进行了选择,富集一些特定的菌群。门水平上,反应前后的优势菌门均为Proteobacteria、Bacteroidota和Firmicutes;在属水平上,Trichococcus代替Acinetobacter成为生物膜中的优势种属,与norank＿f＿＿Bacteroidetes＿vadin HA17一起,适应磺胺嘧啶存在的环境,并通过分泌胞外物质以增强生物膜对磺胺嘧啶的抗药性,促进反应器硝化性能的恢复。冗余分析及结构方程模型均表明磺胺嘧啶的存在使Trichococcus、Nitrosomonas等菌群耐受能力增强,参与磺胺嘧啶的生物降解,成为潜在的抗性菌群。(3)从生物膜中分离得到一株能够有效降解磺胺嘧啶的菌种,编号为Y23,能够在72 h对磺胺嘧啶降解率达到81.36%。经形态学观察、16S r RNA基因测序、系统发育树亲缘关系分析,Y23与Bacillus cereus strain K1M45同源性高达99%,确定该菌为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)并确定降解菌最佳培养时间为35 h。(4)微生物功能及代谢途径受磺胺嘧啶影响发生变化。生物膜通过氧化还原酶类、转移酶类、连接酶类及水解酶类等3561种酶参与主动运输、氧化磷酸化、糖酵解、丙酮酸代谢等多种途径来实现污染物的去除。丰度增加的基因功能主要与碳代谢、氮代谢及适应抗生素环境胁迫有关。磺胺嘧啶的存在促进相应抗性基因在反应器中的富集,提高生物膜的耐药性。磺胺类抗性基因sul1绝对丰度高于sul2基因,绝对丰度达6.34×10copies/g VSS,携带sul1基因的微生物更容易存活下来。

关键词：磺胺嘧啶微生物群落代谢途径抗生素抗性基因(ARGs) 降解菌株

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磺胺嘧啶在原状土柱中的运移特征及模拟

土壤学报 2018年第4期55卷 879-888页

作者：张步迪林青徐绍辉青岛大学环境科学与工程学院山东青岛266071

以磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ)为研究对象,通过室内原状土柱(0~15 cm,土柱Ⅰ和15~30 cm,土柱Ⅱ)出流试验探讨了其在不同剖面深度处的迁移特征,运用Hydrus-1D软件对试验结果进行模拟,并对不同流速下磺胺嘧啶在0~200 cm土壤中的迁移行为... 详细信息

以磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ)为研究对象,通过室内原状土柱(0~15 cm,土柱Ⅰ和15~30 cm,土柱Ⅱ)出流试验探讨了其在不同剖面深度处的迁移特征,运用Hydrus-1D软件对试验结果进行模拟,并对不同流速下磺胺嘧啶在0~200 cm土壤中的迁移行为做了预测。结果表明:SDZ在原状土柱Ⅱ中的穿透曲线相较于原状土柱Ⅰ的发生左移,即较深层土壤中,SDZ的迁移速度更快,这主要是受土壤理化性质,如有机质、阳离子交换量和p H等的影响;两区模型(TRM)模拟的R^2>0.91,均方根误差RMSE磺胺嘧啶在土壤中的迁移速度不断加快,出流浓度也越来越高,当流速为0.100 cm min^(-1)时,SDZ可快速穿过土层进入地下水,其穿透曲线不再对称,出现拖尾现象。

关键词：磺胺嘧啶原状土柱 Hydrus-1D 迁移