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抗生素等药物在环境中以μg·L-1或ng·L-1级浓度暴露而成为被忽略的环境污染物。随着越来越多的研究检测到抗生素在环境的存在或暴露,抗生素在环境中的行为及对环境可能产生的影响引起了广泛关注。本研究从抗生素类药物在土壤中的降解、抗生素对土壤微生物生态环境的影响以及可能产生的植物毒性等几方面探讨抗生素可能产生的环境问题。主要结论如下:
1.4种抗生素(磺胺甲恶唑、甲氧苄啶、氯四环素、泰乐菌素)在土壤中的降解结果如下:各抗生素在土壤的降解过程都符合一级动力学方程,在好养未灭菌处理中的半衰期分别为:1.66、3.61、8.11、22.2天。磺胺甲恶唑和甲氧苄啶在土壤中以生物降解为主,氯四环素主要是非生物降解。好氧条件下未灭菌土壤中泰乐菌素的微生物降解比在厌氧条件下明显。
2.土壤呼吸试验结果表明,磺胺二甲嘧啶、磺胺甲恶唑、甲氧苄啶、氯四环素、四环素、泰乐菌素对土壤呼吸的最大抑制率分别为34.33%、34.43%、38.08%、2.71%、3.08%、7.13%,以磺胺二甲嘧啶、磺胺甲恶唑和甲氧苄啶对土壤呼吸影响最大。
3.2种磺胺类抗生素对磷酸酶活性影响有早期较强抑制-恢复-抑制特点。第2、22天,>70 mg·kg-1浓度甲氧苄啶处理土壤磷酸酶活性受到显著的抑制(p<0.05)。氯四环素的>1mg·kg-1浓度处理对土壤磷酸酶活性影响差别不大,平均抑制率在15%左右。四环素对土壤磷酸酶影响最小,平均抑制率<10%。泰乐菌素对土壤磷酸酶活性影响比较大,>10 mg·kg-1浓度处理对土壤磷酸酶活性平均抑制率在20%左右。
4. BIOLOG方法能很好的反映出磺胺甲恶唑在培养早期高浓度处理抑制土壤微生物代谢活性,在后期明显促进土壤微生物代谢活性的特点。多样性指数Simpson和McIntosh能灵敏而有效地反映受磺胺甲垩唑污染土壤微生态环境变化。主成分分析能很好的区分添加不同浓度的磺胺甲恶唑处理对ECO板上碳源的利用情况。
5.通过种子发芽和植物幼苗生长2种试验研究了抗生素的植物毒性。种子发芽试验结果表明,抗生素对油麦菜的毒性最大,水稻次之。在土培试验中,黄瓜对土壤抗生素污染比较敏感。综合植物种子发芽和土壤早期幼苗培养毒性试验结果,磺胺类抗生素对植物生长毒性最大。