抗生素类污染物对活性污泥生物毒性测定方法的筛选与评价

摘要

抗生素是一种以低微浓度就能影响或抑制生物生存或机能的化学物质,大多数抗生素在使用时不能被完全吸收而大量进入环境,由于没有专门的处理方法,最终随着受纳水体进入污水处理厂。抗生素的生物降解性差,再加上其对微生物会产生抑制和杀灭的作用,使其易于逃脱生物处理过程,在污水处理厂的去除率并不高。但是,作为近年来才受到关注的痕量有机污染物,国内外对于抗生素在污水处理厂(尤其是利用生物处理的污水厂)的命运、存在状态、以及对污水处理厂活性污泥的生物毒性等方面的研究报道较少,现有数据也参差不齐,很难得到一般性的结论。
　　针对这一现象本文采用五种生物毒性检测方法研究了四环素和磺胺类六种抗生素对活性污泥的生物毒性,并对这几种方法进行分析比较以筛选和优化适合用于测定和评价抗生素类污染物生物毒性的方法,为抗生素类污染物生物毒性的科学合理评价提供方法和理论基础。实验得到的主要结论如下:
　　抗生素类污染物对活性污泥的生物毒性随浓度增加而增大,且四环素类大于磺胺类。
　　运用发光细菌法表征抗生素的生物毒性,标准发光细菌实验的作用时间(30min)太短,延长生物毒性测试时间不仅导致受试化合物的EC50值发生了重大改变,同时对抗生素的生物毒性顺序也产生了明显影响。
　　酶活法检测抗生素的生物毒性,四环素类抗生素对胞内酶脱氢酶的影响大于对另外两种胞外酶脲酶和过氧化氢酶,而磺胺类抗生素对胞外过氧化氢酶的影响最大;六种抗生素对过氧化氢酶和脲酶的EC50值2h大于24h,脱氢酶则刚好相反。
　　运用呼吸速率抑制法表征抗生素的生物毒性,标准方法作用时间(30min)太短,检测结果几乎没有抑制,严重低估了抗生素的生物毒性的,增长作用时间 EC50值明显下降。
　　活性污泥混合菌种增殖生长对磺胺类抗生素敏感,而假单胞杆菌对四环素类抗生素敏感;活性污泥上清液接种生长实验仅仅反映的是活性污泥中可培养细菌对抗生素类污染物的反应,具有一定的局限性。
　　硝化抑制实验中四环素类和磺胺类六种抗生素对硝化抑制主要作用于硝化的第一阶段;磺胺类存在时 EPS总量及各组成部分的含量均增加,四环素类存在时多糖、DNA含量增加;四环素类和磺胺类六种抗生素低浓度对群落结构无影响,高浓度条件下,磺胺类较四环素类影响大,3,5-DCP无影响。
　　综合上述五种方法,不同方法测定抗生素毒性获得的EC50值的大小顺序是酶活法(EC50=72-777mg/L)>呼吸抑制法(EC50=89-306mg/L)>硝化抑制法(EC50=5.69-201mg/L)>生长抑制法(EC50=0.024-83.5mg/L)>发光细菌法(EC50=0.0023-5.69mg/L);生长抑制法和发光细菌法灵敏度较高,酶活法和呼吸抑制法则较差,不适宜于作为单独方法准确评估抗生素类污染物的生物毒性;用标准方法评价抗生素类污染物的生物毒性,可能导致对抗生素排放到水环境中所带来的风险估计不足。

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引 言

第一章 抗生素类污染物的研究进展

第二章 五种抗生素类污染物对活性污泥生物毒性的测定方法

第一节 发光细菌法测定抗生素类污染物对活性污泥的生物毒性

1 材料与方法

小结

第二节 酶活法测定抗生素类污染物对活性污泥的生物毒性

1 材料与方法

2 结果与讨论

小结

第三节 呼吸抑制法测定抗生素类污染物对活性污泥的生物毒性

1 材料与方法

2 结果与讨论

小结

第四节 生长抑制法测定抗生素类污染物对活性污泥的生物毒性

1 材料与方法

2 结果与讨论

小结

第五节 硝化抑制法测定抗生素类污染物对活性污泥的生物毒性

1 材料与方法

2 结果与讨论

小结

第三章 抗生素类污染物对活性污泥生物毒性测定方法的比较

1 结果与讨论

小结

结论

特色与创新点

参考文献

攻读硕士学位期间科研工作情况

致谢