土霉素单一污染及“土霉素-锌”复合污染土壤体系中土霉素的淋溶行为与残留研究

土霉素的微生态效应及其在土壤环境中的降解特征研究的
开题报告
一、研究背景及意义
土霉素是一种广谱抗生素，广泛用于农业和动物饲料等领域，但其也会对环境产生负面影响。

土霉素在土壤中的降解特征和微生态效应在环境保护和土壤健康管理上
具有重要意义。

因此，深入研究土霉素在土壤环境中的降解特征和微生态效应，对于
判断土霉素对环境的影响、优化土壤健康管理具有现实意义。

二、研究内容及方法
本研究将通过实验室模拟土柱试验的方式，研究土霉素在不同土壤类型、不同温度和湿度条件下的降解特征，同时通过PCR-DGGE技术，分析土壤微生物多样性变化
和微生物群落结构对土霉素降解的影响。

三、研究目标和预期成果
本次研究旨在探究土霉素在土壤中的降解动力学、降解机制和微生物生态效应，预计将获得以下成果：
1.揭示土霉素在不同土壤类型、温度和湿度条件下的降解特征。

2.分析土壤微生物群落结构和多样性随土霉素降解的变化，阐明微生物生态效应。

3.为优化土壤质量管理提供科学依据和理论指导。

四、研究进度计划
1.文献调研及综述撰写（完成）。

2.实验方案设计和方法流程确定（进行中）。

3.实验室模拟土柱试验（7月-8月）。

4.样品处理和数据分析（8月-10月）。

5.结果统计及分析（10月-11月）。

6.论文撰写及答辩（11月-12月）。

五、研究经费预算
本研究所需经费主要为实验室试剂、土壤样品采集与处理所需费用及论文发表费用，预计总经费需求约5万。

土霉素、镉复合污染土壤的植物-微生物强化修复效果陈苏;晁雷;沙桐;孙家君;皮珍军;陈宁;马鸿岳;单岳【摘要】选用观赏性植物孔雀草(Tagetes patula)作为修复植物,对土霉素有良好降解效果的细菌(Phyllobacterium myrsinacearum)和真菌(Rhodotorula mucilaginosa)的混合菌液作为降解微生物,并辅以肥料(硫酸铵、磷酸二氢钙、氯化钾),有机酸(酒石酸、草酸、柠檬酸)和化学螯合剂(NTA和EDTA)8种强化处理,对土霉素-镉复合污染土壤进行植物微生物联合强化修复研究.结果表明,孔雀草对土壤中镉的富集量从大到小依次为硫酸铵≈氯化钾>EDTA>酒石酸>草酸>磷酸二氢钙>NTA>柠檬酸>对照.肥料处理对于降解菌降解土霉素的效果最好,其次是有机酸处理,螯合剂处理降解效果较差.综合而言,硫酸铵肥料对镉的富集和土霉素的降解效果最佳.%A soil remediation experiment was carried out with maidenhair (Tagetes patula)as phyto-remedifier, bacteria (phyllobacterium myrsinacearum)-fungi (Rhodotorula mucilaginosa) mixture solution as bacto-remedifier, and fertilizers (ammonia sulfate, calcium biphosphate and potassium chloride), organic acids (tartaric acid, oxalic acid, and citric acid) and chelating agents (NTA and EDTA) as eight separate intensifiers, to treat a soil polluted with cadmium (Cd) and oxytetracycline together.In terms of the effect of intersify ing Tagetes patula′s enrichment of Cd, the eight intensifiers displayed a decreasing order of ammoniasulfate≈potassium chloride> EDTA> tartaric acid> oxalic acid> calcium biphosphate>NTA> citric acid>control, while in terms of the effect of intensifying degradation of oxytetracycline, fertilizers were on the top, followed by organic acids and wound up by chelating agents.And amongthe fertilizers, ammonia sulfate was the most effective in remedying Cd and oxytetracycline polluted soils.【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】5页(P270-274)【关键词】镉;土霉素;孔雀草;强化措施【作者】陈苏;晁雷;沙桐;孙家君;皮珍军;陈宁;马鸿岳;单岳【作者单位】沈阳大学环境学院/区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁沈阳 110044;沈阳建筑大学市政与环境学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境学院,辽宁沈阳 110168;北京桑德环境工程有限公司,北京 101102;北京桑德环境工程有限公司,北京 101102;沈阳大学环境学院/区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁沈阳 110044;沈阳大学环境学院/区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁沈阳 110044;沈阳大学环境学院/区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁沈阳 110044【正文语种】中文【中图分类】X53近年来,国内外开始关注医药类药物对环境的危害,欧洲、美国、加拿大、日本、中国等国家或地区先后在河流、土壤中检测出160种以上的药物[1]。

第29卷　第6期2009年　11月河北大学学报(自然科学版)Journal of Hebei University(Nat ural Science Edition)Vol.29No.6Nov.2009去除土霉素药渣中残留有效成分的方法孙宏丽1,刘智勤1,王　军2,闫　正2(1.河北大学药学院,河北保定　071002;2.河北大学物理科学与技术学院,河北保定　071002) 摘　要:研究了去除土霉素药渣中残留有效成分的方法,探讨了盐酸、氧化钙、甲醇及加热温度对去除土霉素药渣中残留有效成分的影响因素,确定了最佳条件.药渣经2.0mol/L盐酸浸泡,95℃水浴加热搅拌,放置至室温,加甲醇,搅拌、抽滤,滤渣加蒸馏水混匀,用CaO调p H为5.0,95℃水浴搅拌,过滤,滤渣95℃烘干.处理后的土霉素滤渣的效价平均结果为430.0U/g,消除率可达96.9%.关键词:土霉素药渣;有效成分;残留中图分类号:TQ460.37 文献标识码:A 文章编号:1000-1565(2009)06-0623-04Method of R emoval the R em ainingActive Ingredient Oxytetracycline R esidueSUN H ong2li1,LI U Zhi2qin1,WANG J un2,Y AN Zheng2(1.College of Pharmaceutical Science,Hebei U niversity,Baoding071002,China;2.College of Physics Science and Technology,Hebei University,Baoding071002,China)Abstract:The effective met hod of removal t he remaining active ingredient in oxytet racycline residues is st udied.The influence of hydrochloride acid,calcium oxide,met hanol and heating temperat ure o n t he re2 moval of t he remaining ingredient in oxytet racycline residue is investigated.In t he process,t he residue is firstly immersed by2.0mol/L HCl wit h mechanical stirring in a water bat h of95℃,and t hen it is cooled to room temperat ure accompany wit h adding met hanol,mechanical stirring and leaching reaction solution. The filter residue is mixed by adding distilled water,adjusting t he p H to5.0by CaO,stirring in a water bat h of95℃and filtering,and t hen t he filter residue is dried at95℃.The average result of oxytetracy2 cline residues titer after t reated is430.0U/g and t he elimination factor is96.9%.K ey w ords:oxytet racycline residues;active ingredient;remaining土霉素药渣是生产土霉素碱原料药过程中进行固液分离时形成的滤饼部分,其主要成分为微生物菌体细胞、未降解的固体有机物、无机盐及残留的土霉素等成分.华北制药厂风干土霉素药渣的代谢能为9.86×106J/kg,粗蛋白的质量分数为41.6%,钙的质量分数为5.5%,磷的质量分数为1.26%[1].将土霉素药渣直接晾晒后,按一定比例添加到饲料中喂养肉仔鸡,能促进其生长,防治肉仔鸡多发病,降低了饲料成本,提高了经济效益[2].添加到鲤鱼饲料中,能显著促进鲤鱼生长速度和饲料利用率[3].但是,长期使用土霉　收稿日期:2009-07-08　基金项目:河北省科技厅资助项目(06215617)　第一作者:孙宏丽(1960-),女,内蒙古人,河北大学高级工程师,主要从事制药工程方面的研究.河北大学学报(自然科学版)2009年素药渣会在畜产品中产生严重的药物残留和耐药性等问题.目前,我国年产土霉素碱原料药大约2×104t ,仅河北省就有1×104t 左右.由于药渣黏度大,不能排入下水道,只能占用土地堆放.如果这些药渣不能作为饲料应用,不仅会浪费大量资源,而且会污染生态环境[4].根据以上现状,本文对去除土霉素药渣中残留有效成分的方法进行了研究,采用酸、碱及溶剂处理土霉素药渣,去除药渣中残留效价,为处理土霉素药渣提供了一种有效的方法.1　实验部分1.1　仪器与试剂722型可见分光光度计.土霉素药渣,华北制药厂;土霉素对照品,华北制药厂;三氯化铁,分析纯;氧化钙,化学纯;甲醇,分析纯;盐酸,分析纯;蒸馏水.1.2　实验方法土霉素湿药渣(水的质量分数为68.3%,p H 为2.5,效价8821.5U/g )在95℃下烘干.将干药渣(水的质量分数为15.0%)用盐酸溶液浸泡1h ,搅拌加热,冷却后加甲醇,再搅拌1.0h 后过滤,取滤渣加水混匀,加入氧化钙,搅拌加热一定时间后过滤,滤渣在95℃下干燥,取干药渣按文献[5]的方法测定效价.2　结果与讨论2.1　盐酸浓度、体积对消除残留效价的影响取土霉素干药渣5.0g ,加入30mL 盐酸浸泡1h ,加热沸腾,冷却后加30mL 甲醇,搅拌1h ,过滤.将滤渣加水混合,加氧化钙粉末,搅拌加热2h 后过滤,滤渣干燥,测效价.考察盐酸的浓度对消除残留效价的影响,结果见图1.取土霉素干药渣5.0g ,加入一定体积的2mol/L 的盐酸浸泡1h ,其他条件同上.考察盐酸的体积对消除残留效价的影响,结果见图2.用盐酸浸泡药渣,在酸性条件(p H <2)下使土霉素生成脱水土霉素而失活.图1表明,盐酸的浓度为2.0mol/L 时药渣残留效价最低;图2表明,盐酸的体积为40mL 时药渣残留效价最低.2.2　加热温度及加热时间对消除残留效价的影响取土霉素干药渣5.0g ,加入2.0mol/L 盐酸40mL 浸泡1.0h ,搅拌加热,冷却后加30mL 甲醇,搅拌・426・第6期孙宏丽等:去除土霉素药渣中残留有效成分的方法1.0h ,过滤,取滤渣加水混匀,加氧化钙粉末,加热搅拌2.0h 后过滤,取滤渣干燥,测效价.研究不同的加热温度、加热时间对消除残留效价的影响,结果见图3及图4.从图3看出,随着反应温度的升高,对去除土霉素药渣残留效价有利,但由于反应液黏度大,直接加热容易糊化,所以用水浴加热的方式,反应液最高温度只能在95℃左右.从图4分析,加热时间延长,残留效价降低,而比较3.0h 与4.0h 去除残留效价的效果,并没有显著增加,因此确定最佳加热时间为3.0h.2.3　甲醇用量对消除残留效价的影响.取土霉素干药渣5.0g ,加入2.0mol/L 盐酸40mL 浸泡1.0h ,95℃水浴加热3.0h ,冷却后加甲醇并搅拌1.0h ,过滤,滤渣加水混匀,加氧化钙粉末,加热搅拌2.0h 后过滤,取滤渣干燥,测效价,探讨甲醇用量对残留效价消除的影响,结果见表1.表1　甲醇体积对土霉素药渣残留效价的影响T ab.1　Influence of methanol capacity on the removing of rem aining titer of oxytetracycline residues编号V (甲醇)/mL 吸光度效价/(U ・g -1)消除率/%1150.0381883.078.72200.010495.894.43250.010495.894.44300.009446.994.9由表1可知,随加入甲醇体积的增加,土霉素药渣残留效价的消除率增加,当甲醇的体积大于20mL 时,消除率增加缓慢,从减少溶剂用量考虑,确定甲醇的体积为20.0mL.2.4　氧化钙用量对消除残留效价的影响取土霉素干药渣5.0g ,加入2.0mol/L 盐酸40mL 浸泡1.0h ,95℃水浴加热3.0h ,冷却后加20mL 甲醇并搅拌1.0h ,过滤,加水混匀,加氧化钙粉末调p H 值,氧化钙加入量的变化,以测反应液p H 确定,加热2.0h 后过滤,取滤渣干燥,测效价,探讨最佳的p H 对土霉素药渣残留效价消除的影响,结果见表2.・526・河北大学学报(自然科学版)2009年表2　不同pH 值对药渣残留效价的影响T ab.2　I nfluence of different pH value on the removing of rem aining titer of oxytetracycline residues 编号p H 值吸光度效价/(U ・g -1)消除率/%13.00.0211040.088.224.00.012594.793.335.00.010495.894.446.00.013644.092.757.00.0291437.083.7土霉素碱所含羟基可与Ca 2+发生螯合,使土霉素失去抗菌活性,且调节反应液p H 值.由表2可得,加氧化钙调节p H 为5.0时,土霉素药渣残留效价的消除率最大.加入氧化钙后在95℃水浴加热搅拌时间不同,土霉素药渣残留效价的消除率也不同.加热搅拌时间延长,消除率增大,但由2.0h 增加到3.0h 消除率增加不显著,确定搅拌时间为2.0h.综上所述,联合应用盐酸、氧化钙、甲醇去除土霉素药渣残留效价的最佳条件为:取5.0g 土霉素干药渣用2.0mol/L 盐酸溶液40.0mL 浸泡1.0h ,于95℃水浴加热搅拌3.0h ,冷却至室温,加20mL 甲醇,机械搅拌1.0后过滤,取滤渣加30mL 蒸馏水混匀,用氧化钙调p H 为5.0,继续在95℃水浴加热并搅拌2.0h ,过滤,滤渣在95℃下干燥,土霉素药渣残留效价为430.0U/g ,残留效价消除率为96.9%.3　结论本实验通过联合应用盐酸、甲醇、氧化钙去除土霉素药渣中残留效价,确定了去除药渣残留效价的最佳条件,处理后的土霉素药渣残留效价已消除了96.9%.从操作方法和消除效果方面考虑,此方法可靠,有效,具有一定的应用及推广价值.参　考　文　献:[1]杨俊琦,杨英华.碱处理土霉素药渣在蛋鹑日粮中的应用研究[J ].河北畜牧兽医,1996,12(4):176-177.[2]张尔刚,万伶俐,于振斌,等.土霉素药渣作为蛋白饲料在肉仔鸡饲料中应用的研究[J ].吉林畜牧兽医,1990(3):4-8.[3]叶元土.抗生素药渣的饲料利用及四环素药渣养鲤试验[J ].饲料工业,1994,15(5):37-39.[4]何春昌,张振民.土霉素菌体蛋白饲料的开发利用[J ].饲料工业,1997,18(8):23-24.[5]中国兽药委员会.中华人民共和国兽药典[S].北京:农业出版社,1990:568-570.(责任编辑:赵藏赏)・626・。

三种土壤中土霉素浸提方法的比较研究余强;鲍艳宇;李艳梅;周启星;刘雨霞【摘要】Recoveries of oxytetracycline extracted were discussed with different extractants and extraction processes in the brown, cinnamon, and red soil. Stable and efficient extracted recovery could be achieved by using Na2EDTA-McIlvaine as a extractant in the shake flask extraction. In addition, a sequential extraction procedure was developed to study the chemical speciation of oxytetracycline in the soils. The soils were extracted by H2O, 0.1mol/L CaCl2, and Na2EDTA-McIlvaine in order. As a result, water-soluble, exchangeable, and adsorbed fractions wereobtained.Moreover, it could conclude that the orders of amount of those fractions are as follows: adsorbed＞ exchangeable ＞water-soluble fractions in the three tested soils.%以棕壤、褐土和红壤为研究对象,比较了不同浸提方法,不同浸提剂对土壤中土霉素的浸提效率.结果表明,在所用的3种方法中,采用振荡浸提方法.以及Na2EDTA-McIlvaine缓冲液对土霉素具有稳定、高效的浸提回收率.土霉素形态初步分析连续浸提步骤为:以H2O、0.1mol/L CaCl2、和Na2EDTA-McIlvaine缓冲液为浸提剂依次浸提可分别得到水溶态、可交换态、吸附态和固定态土霉素.3种土壤中土霉素形态呈现吸附态＞可交换态＞水溶态的规律.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】7页(P951-957)【关键词】土霉素;浸提方法;土壤;化学形态【作者】余强;鲍艳宇;李艳梅;周启星;刘雨霞【作者单位】南开大学环境科学与工程学院,教育部环境污染过程与基准重点实验室,天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津,300071;南开大学环境科学与工程学院,教育部环境污染过程与基准重点实验室,天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津,300071;南开大学环境科学与工程学院,教育部环境污染过程与基准重点实验室,天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津,300071;南开大学环境科学与工程学院,教育部环境污染过程与基准重点实验室,天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津,300071;中国科学院沈阳应用生态研究所,中国科学院陆地生态过程重点实验室,辽宁沈阳,110016;南开大学环境科学与工程学院,教育部环境污染过程与基准重点实验室,天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津,300071【正文语种】中文【中图分类】X53作为广谱类抗生素中重要的一员,土霉素被广泛应用于畜禽养殖业中,往往会通过畜禽粪便、污水排放等方式进入到土壤环境中[1-4].在我国水产养殖场沉积物中检出了土霉素浓度高达285mg/kg的[5],可见土霉素在土壤中的污染比较严重.土壤中的有机污染物以不同的形态存在,如水溶态、结合态和固定态,其中水溶态的有效性最高,其次是吸附态,而固定态较低.由于固定态有机污染物能够长期存在于土壤中[6],在适当的外界条件下可以被重新释放进入土壤溶液而被生物利用,也可以直接以土壤颗粒吸附态通过扩散作用进入生物膜而被生物体利用,其生物有效性具有长效性.因此研究土壤中土霉素的不同形态对预测土霉素的潜在危害性以及对生态环境的危害程度具有预示作用.目前有关土霉素的研究主要集中在其环境行为方面[7-11],因此,开展土霉素形态分析将为深入探讨其生物有效性奠定基础.对于土壤中土霉素的浸提一直受到研究者们的关注[11-14],其关键在于浸提剂的选择,本研究以棕壤、褐土和红壤为对象,参考目前常用的浸提剂,并利用不同的浸提方法对土霉素的浸提以及形态分析进行了研究.本试验土样有棕壤、褐土和红壤,分别采自辽宁省沈阳市天柱山(41°49′58″ N, 123°35′8″E)、天津开发区森林公园(39°4′45″ N, 117°41′5″ E)和广西自治区桂林市郊区(25°18′11″N, 110°21′15″ E).采用对角线布点采样法取表层(0～20cm)土,混合均匀后采用四分法分取约 2kg土壤带回实验室.采样过程均使用木质工具,样品用塑料袋盛装.土样经自然风干、压碎、除去异物后,用木棒碾碎,过 1mm(18目)尼龙筛,将过筛后样品充分混匀,保存于聚四氟乙烯袋中备用.3种供试土壤理化性质列于表1.土霉素标准品由中国药品生物检定所提供.土霉素(C22H24N2O9)为分析纯(98%),购自美国sigma公司;乙腈为HPLC级试剂,购自天津康科德科技有限公司,使用前过0.45µm有机相滤膜后超声脱气;试验用水为纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司生产);草酸为优级纯,其他化学试剂均为分析纯.试验用浸提液包括:水、0.01mol/L CaCl2溶液、0.1mol/L CaCl2溶液、柠檬酸缓冲液(pH=4.7±0.05)、0.1mol/L Na2EDTA-McIlvaine (pH=4.0±0.05)、0.5mol/L NaCl/0.25mol/L草酸/95%乙醇(体积比1:1:2)混合液.柠檬酸缓冲液(pH 4.7)的配制:称取一定量的柠檬酸钠和柠檬酸,分别配制成0.1mol/L的溶液,按照体积比1:1混合,得到柠檬酸缓冲液.0.1 mol/L Na2EDTA-McIlvaine(pH 4.0±0.05)的配制: 称取一定量的Na2HPO4、Na2EDTA和柠檬酸,分别配制成0.2, 0.4, 0.2mol/L的溶液,柠檬酸溶液与Na2HPO4溶液按照体积比8:5混合,配制成McIlvaine缓冲液.1L McIlvaine缓冲液与Na2EDTA溶液体积比1:1混合,得到0.1mol/L的Na2EDTA-McIlvaine提取液.往0.5g土壤中添加0.5mL 50mg/L土霉素水溶液,静置24h (据预试验结果得知,24h后3种土壤中土霉素吸附达到平衡),使土壤中土霉素污染含量为 50mg/kg.加入 25mL浸提剂按照以下方法分别进行土壤浸提:振荡浸提:将装有已添加土霉素土壤的棕色小瓶放置在THZ-82A型(国华企业)恒温振荡机中振荡 20min,振荡机温度和振荡幅度分别为25℃和200r/min.超声浸提:将装有已添加土霉素土壤的棕色小瓶放置在 KQ-250DE型(昆山舒美)超声器中,超声 20min,超声温度和功率分别为25℃和100W.微波浸提:将装有已添加土霉素土壤的聚四氟乙烯微波消解罐放置在 WX-4000(上海屹尧)微波仪中35℃下持续辐射20min,微波辐射功率为100W,从室温20℃升至35℃需要约8min.浸提完的样品经过 3000r/min离心 15min,取上清液,经0.45µm水系滤膜过滤.取5mL滤液通过固相萃取小柱(Waters Oasis HLB, 10ml甲醇预处理,再通 15mL的超纯水),流速控制在大约3mL/min,然后用 10mL甲醇洗脱样品,最后用氮气浓缩尽干, 2mL甲醇定容,然后用高效液相色谱仪测定,得到土壤中不同形态的土霉素.每个样品浸提处理重复3次,批次实验重复3次.检测仪器:Waters高效液相色谱仪(HPLC) (Waters 1525 Binary HPLC Pump,Waters 717 plus Auto sampler,Waters 2487 UV Detector),色谱柱为Waters Xterra MS C18 (5µm×0.46mm× 250mm).进样量为20µL,柱温30℃,流速为1mL/min,流动相为乙腈/0.01mol/L草酸(体积比20:80),检测波长 355nm,保留时间为 4.964 min,检测限0.01mg/L,定量限0.05mg/L.利用SPSS 18.0进行数据统计分析,包括平均值、标准差、回归分析以及方差分析(SNK),统计性显著性假设为 P＜0.05.数据图形采用origin 8.0制作.所有化学分子式均由 Chem_ Office 2006绘制.试验采用外标方法绘制标准曲线.称取适量的 OTC标准品溶解在甲醇溶液当中,浓度为 1 mg/mL.配制好的储备液-20℃阴暗处保存,2个月内使用.样品测定前稀释储备液(10,20,50,200, 500,2000,5000,10000ng/mL)绘制标准曲线.向空白样品中加标的方法来计算回收率.参考环境样品中的浓度,回收率的浓度设置为 0.5,1.0,5.0mg/kg.提取和分析的方法同样品测定步骤,所有需要测定的样品,都在仪器上重复测定3次.分别对标准溶液和加标的空白样品重复测定(n=6)来衡量仪器的精密度和准确度.检测限(LOD)采用信号信噪比为(S/N)=3.定量限(LOQ)采用(S/N)=10.仪器的LOD和LOQ通过直接测定标准溶液获得,分析方法的LOD和LOQ通过空白加标的方法获得.2.2.1 振荡浸提法由图1a可见,在土壤中的振荡浸提中,各种浸提剂回收率从大到小的顺序为:0.1mol/L Na2EDTA-McIlvaine缓冲液(EDTA)＞柠檬酸缓冲液(CB)＞0.1mol/L CaCl2(CaCl2_2)＞ 0.01mol/L CaCl2(CaCl2_1)＞H2O(括号中的均为浸提剂对应的简写标记).而0.5mol/L NaCl:0.25mol/ L草酸: 95%乙醇(体积比1:1:2)混合液(NOEL)在不同土壤中的浸提回收率大小顺序不同.SPSS 18.0的方差分析结果表明 0.1mol/L CaCl2、柠檬酸缓冲液、Na2EDTA-McIlvaine缓冲液以及0.5mol/L NaCl:0.25mol/L草酸: 95%乙醇混合液浸提效果存有显著差异 (P＜0.05).而0.01mol/L CaCl2和H2O二者之间却没有显著差异(P＜0.05).文献[15-19]报道指出:土霉素上的羟基可与Ca2+、Mg2+等 2价离子进行络合反应,也可与H2O、HCl等这样的分子进行氢键作用.以0.01mol/L CaCl2水溶液为例,它可以和土霉素产生两方面的作用:水和土霉素羟基的氢键作用; Ca2+与土霉素进行的络合反应.而方差分析结果显示,水与0.01mol/L CaCl2的浸提效果并没有显著性差异(P＜0.05).因此,可以推断 0.01mol/L CaCl2水溶液浸提土壤中土霉素的机制主要是以水和土霉素氢键作用为主.另外,在参照 OECD Guideline 106批平衡方法[20]进行的土霉素吸附解吸实验中,运用0.01mol/L CaCl2 作为土壤pH值的缓冲液并不会对土霉素在土-水界面的环境化学行为产生额外的显著性影响 (P＜0.05).同时,数据显示:随着 CaCl2水溶液中 Ca2+浓度的升高,Ca2+与土霉素进行的络合作用逐渐成为二者之间的主要作用机制,而这种络合作用相比氢键作用要强许多,这也是为什么随着CaCl2 水溶液中 Ca2+浓度的升高,浸提态土霉素回收率提高的原因.从化学结构 (图 2)来看,柠檬酸、柠檬酸钠含有易与土霉素酮基、苯环和羟基作用的羟基和酮基基团.这些基团易与土霉素螯合形成大分子的螯合物,不难发现Na2EDTA有比柠檬酸更多的易被土霉素螯合的基团.方差分析结果表明,柠檬酸缓冲液和0.1mol/L Na2EDTA-McIlvaine缓冲液浸提土壤中土霉素存在显著差异(P ＜0.05).而且浸提回收效率数据结果显示: 0.1mol/L Na2EDTA-McIlvaine缓冲液相比于柠檬酸缓冲液浸提回收率高出10%左右.Sassman等[11]曾尝试利用多种由不同浓度和种类的有机助溶剂(乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氧杂环乙烷等)、络合剂(甲酸、柠檬酸、草酸、EDTA以及磷酸等)和盐类(NaCl、CaCl2、NH4Cl)组成的混合物来浸提土壤中的土霉素.其中,由0.5mol/L NaCl:0.25mol/L草酸: 95%乙醇(体积比为 1:1:2)取得了稳定而高效的土霉素浸提回收率.络合剂与土霉素的络合作用(提供酸性环境,利于土霉素稳定的被浸提)、助溶剂对土霉素和土壤有机质的溶解作用以及盐类络合阳离子作用(土壤离子交换,加快土霉素被浸提进程)共同构成了草酸混合液复杂的浸提机制.而从不同浸提方法中各浸提剂的浸提回收率数据来看,草酸乙醇混合液并没有得到稳定的浸提回收效果.致使这种不稳定现象肯定与其复杂的浸提机制有关.这种关联的具体细节尚待进一步的研究.2.2.2 超声和微波辅助浸提如图 1b所示,超声浸提中不同浸提剂浸提回收率的大小顺序与振荡浸提完全相同.而在棕壤和红壤的微波浸提中0.5mol/LNaCl:0.25mol/L草酸: 95%乙醇(体积比 1:1:2)混合液(NOEL)的浸提回收率大小顺序与前2种浸提方法不同.3种浸提方法中,除了草酸乙醇混合液以外的其他浸提剂对土霉素浸提回收率大小顺序相同.因此,不同方法对草酸混合液浸提回收率影响较大.这种差异的出现与草酸混合液自身的浸提机制息息相关.从图1看来,微波辐射更有助于草酸混合液充分浸提土壤中的土霉素.2.2.3 3种浸提方法比较针对浸提方法进行单因素方差分析,其均值多重比较(SNK 多重比较法)结果表明(图 3),在被选用的大多数浸提剂中振荡浸提和超声浸提并不存在显著差异(p＞0.05)或差异小.而微波浸提与另外两种浸提方法均存在显著差异(P＜0.05).振荡和超声浸提主要浸提机制在于通过不同方式使得浸提剂与土壤充分混合,将土壤中土霉素充分浸提出来.而微波的这种混合机制似乎相比前两种要差许多.由于土壤中土霉素的浸提并不需要像提取植物、动物组织的土霉素那样浸提首先得破坏组织结构利于土霉素的析出.因此在生物组织浸提中超声、微波浸提优势会愈加显现出来,而对于土壤介质这种优势并不明显.微波同时也可以借助高温达到较好的浸提效率,这一点在土壤的重金属微波消解中有广泛应用.由于土霉素在高温(＞50℃)极易降解,因此也限制了微波的浸提条件.因此,选择以 0.1mol/L Na2EDTA-McIlvaine缓冲液为浸提剂,超声和振荡为浸提方法,可以达到褐土中稳定高效的土霉素浸提回收率.而对于棕壤和红壤土中的土霉素浸提来说,大多数浸提剂的振荡浸提效果优于超声浸提,并且二者有显著差异(p＜0.05);另外振荡浸提法以其对实验设备低要求,简便易行更利于被实践利用.有机污染物的不同形态一定程度上指示着其在土壤环境中迁移归趋和各种环境行为[21-22].例如,水溶态土霉素,极易随着水流而迁移,因此也极易达到生物可触及的范围;可交换态土霉素,可被正离子置换下来的部分,易由根系复杂的交换机制而被生物所吸收;吸附态土霉素,则相比前两者可被稳定的吸附于土壤颗粒、有机质等上,但是环境条件诸如pH值、Eh、水分、土壤溶液中污染物浓度、介质性质(如矿物质组成、有机质含量、CEC等)[11,23]的变化都能导致土霉素解吸作用的发生.而固定态土霉素,常常由于土壤老化、降解作用长期存留于土壤中[6],在适当的外界条件下可以被重新释放进入土壤溶液被生物所利用.根据2.1的结果,以H2O、0.1mol/L CaCl2和Na2EDTA-McIlvaine缓冲液为浸提剂振荡浸提土壤中的土霉素,其浸提率之间存在显著差异性,据此可将土壤中的土霉素分为水溶态、不同程度的结合态(即可交换态和吸附态).由于利用0.01mol/L CaCl2和H2O浸提的土霉素量差异性不大,因此选用 0.1mol/L CaCl2浸提量来表示可交换态土霉素含量.利用差减方法计算不同形态的土霉素,即水溶态、可交换态、吸附态,而添加的土霉素量减去最大提取量即为固定态的土霉素含量.振荡浸提结果表明,红壤、棕壤和褐土的水溶态、可交换态、吸附态和固定态的土霉素所占比重分别为 0,0.13,9.24%、6.79,2.60,21.46%、51.40,35.24,49.94%和41.81,62.03,19.36%.据此,在红壤、棕壤和褐土中土霉素形态百分比大小分别为:吸附态＞固定态＞可交换态＞水溶态、固定态＞吸附态＞可交换态＞水溶态和吸附态＞可交换态＞固定态＞水溶态.从 3种典型土壤中形态分布数据可以看出吸附态＞可交换态＞水溶态在三种土壤中均成立.而不同土壤中固定态土霉素含量比差异很大.这应该是与土壤物理化学性质息息相关.吸附态是土壤环境中土霉素的主要存在形态.由于有机污染物的形态直接影响着其生物有效性,因此,高含量的吸附态土霉素成为了影响褐土环境中土霉素生物有效性的重要因素.Young等[24]提出的有机污染物在土壤中吸附分布活性模型中认为,土壤中的吸附活性点位分布在3个域:具有表明活性的矿物质、松散的非刚性有机质和致密的刚性有机质.其中,土壤矿物质域发生的表面吸附是典型的线性可逆过程,瞬间达到平衡;随后有机污染物在土壤的非刚性有机质中发生分配;达到分配扩散后,再向刚性有机质缓慢扩散,分配在其中的有机物则不易脱附.根据这个理论,高含量的吸附态土霉素会随着时间的迁移,逐渐向刚性有机质缓慢扩散,不利于被迅速脱附下来.这是一个慢吸附和慢脱附过程甚至是一个不可逆的吸附过程.因此,高含量的吸附态土霉素有向固定态转化从而长期存留于土壤的巨大生态风险.3.1 三种浸提方法中,以振荡和超声浸提对土壤中土霉素具有很好且稳定的浸提效果,而微波浸提效果较差.各种浸提剂中(柠檬酸缓冲液,Na2EDTA-McIlvaine缓冲液, NaCl、草酸和乙醇混合液),以Na2EDTA-McIlvaine缓冲液对土壤中土霉素的浸提率最高和最稳定.3.2 不同浸提剂(H2O、0.1M CaCl2、和Na2EDTA-McIlvaine缓冲液)对土壤中土霉素浸提回收率存在很大的差异性,这与它们的提机制不同有关.据此,三种土壤中土霉素形态占总量比例大小顺序:吸附态＞可交换态＞水溶态.不同土壤中固定态土霉素含量比差异很大.【相关文献】[1] Sarmah A K, Meyer M T, Boxall A B A. 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第49卷第12期2020年12月应用化工Applied Chemical IndustryVol.49No.12Dec.2020四环素类抗生素在土壤环境中的残留及环境行为研究进展肖磊1,王海芳2（1.中北大学环境与安全工程学院，山西太原030051；2.中北大学环境与安全工程学院，山西太原030051）摘要:四环素类抗生素因具有预防疾病与促生长作用而被广泛应用于临床与养殖业中,进而会通过各种途径（有机肥施用、污水灌溉）进入土壤，并在土壤环境中长时间累积。

在介绍此类抗生素基本性质及结构的基础上，针对此类抗生素在土壤中的残留状况及各种环境行为（吸附和解吸、降解、迁移）进行了论述，并简要概括了其对土壤微生物、动物、植物的危害，重点介绍了四环素类抗生素在土壤中的吸附、降解和淋溶行为及影响因素,以期为这类抗生素带来的生态风险评估及控制提供参考依据。

关键词:四环素类抗生素;残留;环境行为中图分类号:TQ46；X53文献标识码:A文章编号：1671-3206（2020）12-3178-07Tetracycline residues and environmental behavior oftetracycline antibiotics in soil:A reviewXIAO Lei,WANG Hai-fang(1.School of Environment and Safety Engineering,North University of China,Taiyuan030051,China；2.School of Environment and Safely Engineering,North University of China,Taiyuan030051,China)Abstract:The tetracycline antibiotics are widely used in clinical and aquaculture industries due to their prevention of disease and growth promotion,these antibiotics enter the soil through various routes(appli­cation of organic fertilizers,sewage irrigation)and accumulate in soil environment for a long time.On the basis of summary of the tetracycline antibiotic types and structures,the remaining conditions and environ­mental behaviors(adsorption and desorption,degradation,migration)of the tetracycline antibiotics were discussed.The harmful effect of tetracycline antibiotics on soil microbes,animals and plants was also sum­marized.The absorption,degradation and leaching behaviors and corresponding influencing factors of tet­racycline antibiotics in soil were highlighted.In order to provide scientific basis for the assessment and the ecological risk control of such antibiotics.Key words:tetracylines；residues；environmental behavior四环素类抗生素是由放线菌产生的一类广谱抗生素，主要包括天然类（四环素、金霉素、土霉素）及半合成衍生物（美他环素、强力霉素、米诺霉素）[1]O 其作为最常见的新型环境有机污染物而备受关注,其在土壤环境中的残留及环境行为（吸附-解吸、降解、迁移）受到各行业人士广泛的关注与研究。

《钴酸镧基复合材料的制备及去除土霉素性能研究》篇一一、引言随着环境污染问题的日益严重，抗生素的残留问题已经成为当前研究的热点之一。

土霉素（TC）作为一种广泛使用的抗生素，其在水体和土壤中的残留问题不容忽视。

为了解决这一问题，寻找高效、环保的土霉素去除方法成为研究的重点。

钴酸镧基复合材料因其独特的物理化学性质，在处理抗生素残留方面具有广阔的应用前景。

本文旨在研究钴酸镧基复合材料的制备方法，并探讨其去除土霉素的性能。

二、钴酸镧基复合材料的制备2.1 材料与设备本实验所需材料包括钴盐、镧盐、有机模板等，设备包括高温炉、搅拌器、离心机等。

2.2 制备方法采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备钴酸镧基复合材料。

具体步骤如下：（1）将钴盐和镧盐溶解于适量的溶剂中，加入有机模板剂；（2）在搅拌条件下，使溶液形成溶胶；（3）将溶胶置于高温炉中，进行高温煅烧；（4）煅烧后得到钴酸镧基复合材料。

三、钴酸镧基复合材料去除土霉素性能研究3.1 实验方法采用吸附法，将制备的钴酸镧基复合材料与含有土霉素的溶液混合，通过吸附过程去除土霉素。

3.2 实验结果与分析（1）通过实验发现，钴酸镧基复合材料对土霉素具有较好的吸附性能。

其吸附量随时间增加而增加，达到一定时间后趋于稳定。

（2）通过改变溶液的pH值、温度、土霉素浓度等条件，研究钴酸镧基复合材料对土霉素的吸附性能。

实验结果表明，在一定的条件下，钴酸镧基复合材料对土霉素的吸附效果最佳。

（3）通过对比实验，发现钴酸镧基复合材料对土霉素的去除效果优于其他常见的吸附剂。

这主要归因于其独特的物理化学性质，如较大的比表面积、良好的孔结构等。

（4）通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段对钴酸镧基复合材料进行表征，分析其结构与性能的关系。

结果表明，钴酸镧基复合材料的结构对其去除土霉素的性能具有重要影响。

四、结论本文通过溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备了钴酸镧基复合材料，并研究了其去除土霉素的性能。

《钴酸镧基复合材料的制备及去除土霉素性能研究》篇一一、引言随着环境污染问题的日益严重，水体中的抗生素残留已成为重要的环境问题之一。

土霉素（OTC）作为一种广泛使用的抗生素，其在水环境中的有效去除成为了研究的重要课题。

近年来，钴酸镧基复合材料因其良好的物理化学性质和稳定性，在处理抗生素污染方面展现出潜在的应用前景。

本文旨在研究钴酸镧基复合材料的制备方法，并对其去除土霉素的性能进行深入探讨。

二、钴酸镧基复合材料的制备钴酸镧基复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。

首先，按照一定的比例混合钴源、镧源以及适当的有机添加剂，进行充分的混合与搅拌，使其形成均匀的溶液。

随后，将溶液在一定的温度下进行凝胶化处理，经过干燥、煅烧等步骤，最终得到钴酸镧基复合材料。

三、材料表征及性能分析1. 材料表征：通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对制备的钴酸镧基复合材料进行表征，分析其晶体结构、形貌以及元素组成。

2. 去除土霉素性能研究：将钴酸镧基复合材料与含有土霉素的水溶液进行接触，观察并记录其去除土霉素的效率。

实验中需考虑材料浓度、接触时间、温度等因素对去除效果的影响。

四、结果与讨论1. 材料表征结果：XRD分析表明，制备的钴酸镧基复合材料具有明显的晶体结构特征。

SEM图像显示材料具有均匀的形貌，且元素分析表明材料中钴、镧元素的比例符合预期设计。

2. 去除土霉素性能分析：实验结果表明，钴酸镧基复合材料对土霉素具有较好的去除效果。

随着材料浓度的增加、接触时间的延长以及温度的升高，土霉素的去除率均有所提高。

此外，钴酸镧基复合材料在多次循环使用后仍能保持较高的去除效率，显示出良好的稳定性和可重复使用性。

五、机理探讨钴酸镧基复合材料去除土霉素的机理可能包括以下几个方面：首先，材料表面的活性位点与土霉素分子发生吸附作用；其次，材料中的钴、镧等元素可能与土霉素分子发生化学反应，进一步促进其去除；此外，材料的多孔结构也有利于土霉素分子的扩散和传输。

土霉素暴露对小麦根际抗生素抗性细菌及土壤酶活性的影响张昊;张利兰;王佳;朱孔方;王洪涛;杨清香【摘要】通过培养的方法研究了土霉素暴露和小麦根际抗性细菌的数量、种类、分布特征及土壤酶活性之间的剂量效应关系.结果表明,土霉素暴露下小麦根际单一抗生素抗性细菌数量和抗土霉素-链霉素双重抗性细菌数都明显增加,且与暴露剂量呈正效应关系；同时,土壤磷酸酶、脱氢酶活性下降,但与土霉素的剂量效应关系不明显.从土霉素暴露的土壤中分离到50株抗性细菌,经形态观察、RFLP分组和16S rDNA序列测定与分析,将它们聚集在Actinobacteria、Bacilli、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Sphingobacteria类群.其中放线菌最多(15株),占抗性菌总数的30％；其次是Bacillus属细菌(9株)和Pseudomonas属细菌(8株),分别占18％和16％.同时,具有抗性的人类机会致病菌Pseudomonas、Sphingomonas和Stenotrophomonas属细菌在土霉素暴露的样品中均被分离到,分别占抗性菌株总数的16％、8％和4％.值得注意的是,随着土霉素暴露剂量的增加,小麦根际优势促生菌Bacillus属细菌的抗性检出率逐步降低；但具有抗生素抗性的人类机会致病菌Pseudomonas、Sphingomonas和Stenotrophomonas属细菌的检出率却明显增加,提示可能会进一步增大其机会致病性.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2012(032)002【总页数】9页(P508-516)【关键词】小麦;根际;抗生素;抗性细菌;土霉素;土壤酶【作者】张昊;张利兰;王佳;朱孔方;王洪涛;杨清香【作者单位】河南师范大学生命科学学院,黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室,新乡453007;河南师范大学生命科学学院;黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室,新乡453007;河南师范大学生命科学学院,黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室,新乡453007;河南师范大学生命科学学院,黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室,新乡453007;河南师范大学生命科学学院,黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室,新乡453007;河南师范大学生命科学学院,黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室,新乡453007【正文语种】中文Abstract:Oxytetracycline is a tetracycline that is widely used to treat animals during poultry farming in China. Approximately 25%to 90%of antibiotics administered to animals are subsequently excreted，after which they enter the soil as manure.Due to the persistence and accumulation of such antibiotics in soil，oxytetracycline pollution may lead to a series of changes in soil microbial concentrations，microbial species，microbial antibiotic resistance，microbial community structure，and soil enzyme activities.In this study，relationships between antibiotic exposure dosages and the concentrations，species and distribution characteristics of antibiotic resistant bacteria and the activities of soil enzymes in wheat rhizosphere soil were investigated.To accomplish this，isolation and liquid cultivation methods were employed in the presence of different exposure dosages of oxytetracycline.Exposure to various concentrations ofoxytetracycline resulted in a significant increase in the concentrations of oxytetracycline resistant bacteria to one to three times that of control samples that were not exposed to antibiotics.Exposure also led to an increase in the concentration of oxytertracycline-streptomycine double resistant bacteria to one to two times that of control samples that were not exposed to antibiotics.Additionally，themajority of double resistant bacteria(60%—80%)were colored bacteria.As the microbial community structures changed in response to oxytetracycline exposure，the activities of some soil enzymes such as alkaline phosphatase，acidic phosphatase and dehydrogenase in the wheat rhizosphere decreased;however，there was no clear relationship between the change in enzymes and oxytetracycline dose.A total of 50 strains of dominant antibiotic resistant bacteria were isolated from wheat rhizosphere soil samples treated with different doses of oxytetracycline.These bacteria were assigned to five groups，Actinobacteria，Bacilli，Alphaproteobacteria，Gammaproteobacteria and Sphingobacteria，based on morphological observations，RFLP grouping and their full length 16S rRNA gene sequences.Among them，Actinobacteria(15 strains) was the most commonly observed genus，accounting for 30%of the total antibiotic resistant isolates.This was followed by Bacillus sp.(9 strains)and Pseudomonas sp.(8 strains)，which accounted for 18%and 16%of the total antibiotic resistant isolates，respectively.Additionally，several important human opportunistic pathogenic bacteria with antibiotic resistance were frequently isolated from antibiotic treated soil，including Pseudomonassp.，Sphingomonas sp.and Stenotrophomonas sp.，which accounted for 16%，8%and 4%of the total resistant isolates，respectively.Moreover，the dominant bacteria with antibiotic resistance in the wheat rhizosphere were Bacillus sp..These organisms were generally isolated from samples of soil that had been treated with low doses of oxytetracycline(0，100 μg/L)，while very few were isolated from samples of soil that had been treated with 2000 μg/L.Taken together，these findings suggest that exposure to high concentrations of antibiotics would inhibit the wheat growth-promoting bacteria in the rhizosphere，thereby indirectly inhibiting the growth ofwheat. Conversely，human opportunistic pathogenic bacteria with antibiotic resistance (Pseudomonas sp.，Sphingomonas sp.and Stenotrophomonas sp.)were generally isolated from soil samples treated with high doses of oxytetracycline exposure(2000 μg/L).These antibiotic resistant opportunistic pathogenic bacteria and their antibiotic resistant genes pose a risk because they have the potential to spread within plants and humans.Key Words:wheat;rhizosphere;antibiotics;resistantbacteria;oxytetracycline;soil enzyme自20世纪50年代，金霉素、土霉素、四环素相继从链霉菌发酵液中分离得到后，由于其广泛的抗菌谱和相对低廉的价格，使之不仅在医药行业，尤其在养殖业中作为兽药和饲料添加剂在禽畜疾病防治及生长促进中发挥了重要作用［1］。