吸附
降 解
抗生素在环境 中可能发 生水解、光降解和微生物降解 等一系列降解反应，但视环境 条件的不同，抗生素会发生一 种或多种降解反应。一般来 说 ， 降解过程会降低抗生素 的药效，但有些抗生素的降解 产物可能比抗生素本身的毒性 还强。
水解是水体中抗 生素降解的一种重要方式，
六大类主要抗生素中内酰胺类、大环内酯类和磺 胺类抗生素易水解，但是大环内酯类和磺胺类抗 生素在中性pH值条件下水解很慢。
抗生素生产废水厌氧好氧生物 组合处理工艺
抗生素的微生物降解是指在微生 物作用下，使抗生素残留物的结构发生 改变，从而引起其化学和物理性质发生 改变，即通过将抗生素残留物从大分子 化合物降解为小分子化合物，最后成为 H2O和CO2。实现对环境污染的无害化处理 的过程，其中耐药细菌起最重要的作用。
微 生 物 降 解 机 理
氧气
微生物具有好氧、 厌氧 、 兼性好氧多 种代谢途径， 微生物可以在好氧或厌氧的条件下都 可以发挥作用。环境中需 氧菌生长速度快 ， 降解作 用明显 。人们在处理抗生素废水时 ， 常采用活性污 泥法 、 固定床生物膜法、 生物流化床法和生物转盘 法 等好氧降解法 。
环境介质
环境中抗生素常被其他介质如土壤包被， 这些介质影响着抗生素与微生物的接触 和微 生物的生长状态。 固定化颗粒半径愈小 ， 降解速度愈快 。在固定化颗粒内， 氧浓度 随着颗粒半径的减少而迅速下降 ；当颗粒半 径为 3 mm时 ， 粒子中心的0 mm～0.8 mm 范围内的微生物处于缺氧状态甚至厌氧状态。
植物降解
被植物直接吸收的污染物主要有:氮、磷等植 物营养物质；对水生生物有毒害作用的某些重金 属和有机物等。第一类是被吸收后用以合成植物 自身 的结构组成物质，第二类则是脱毒后储存于 体内或在植物体内被降解。氟喹诺酮类、磺胺类 和氯四环素等可直接被植物吸收。
微生物降解
微生物降解是现阶段处理抗生素污染 的最理想的方法。光合菌、乳酸菌、放线 菌、 酵母菌、发酵丝状菌、芽孢杆菌、枯 草杆菌、 硝化细菌 、酵母等都具有抗生 素的降解功能。
环境中抗生素残留的潜在风险
抗生素在环境中的浓度普遍较低 , 一般在μ g/ L 级,有的甚至低至μn g ／ L级 ,但仍然可 能对环境存在风险。如某些 P O P s 物质,在环 境中的浓度和抗生素相当,但是它的雌激素效应却 造成人类生殖率降低 ,不孕症增加等。所以 ,对于 之前由于其预期环境浓度较低而一直认为安全可 靠的物质要引起重视,它们有可能对环境构成潜在 的威胁。
环境中其他抗生素的存在
在同一区域往往不只受一种抗生素的污染 。如养 殖场 、 医院附近环境中， 常同时存在多种抗生素。这 些抗生素能够抑制或杀死具有降解作用的微生物 ,从而抑 制其它抗生素的降解。
抗生素的环境污染及其生态毒理效应已成为我 国乃至全球所面临的重大环境问题之一。我国是一 个农业化大国， 畜禽养殖业由分散式快速 向集约化 迈进， 因此而导致畜禽粪便 的年产量不断增长，抗 生 素对环境的污染可能比世界其他各国更为严重 ， 但 在我国这些问题还没有引起足够重视。人们对抗 生素的降解作用研究 ， 基本上还只停留在实验室水 平， 且研究方式比较单一， 不能综合考虑各种环境 因素。 随着人们对 自身问题的越来越关注， 通过 探讨抗生素在环境中的降解作用来寻求降低环境中 抗生素污染的方法 ， 必将成为未来的一个重要研究 方向。
潜在风险的主要表现
( 1 )诱导耐药性细菌。
( 2 )对环境中微生物产生影响。
( 3 )对植物生长发育产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ影响。
( 4 )食品和饮用水中抗生素对人类健康的威胁。
诱导耐药性细菌
大量的研究表明 ,抗生素的使用能诱导病原菌产 生耐药性,特别是由于长期大剂量的在饲料中添加 抗生素,导致产生了一些能够抵抗强力抗生素的病 原菌 , 这些病原菌珠的出现 , 对人和动物的健康都 极具威胁。另外，抗生素能够导致耐药基因的产 生，而耐药基因又可以在 同的细菌间传递， 一 旦这些耐药基因转移给致病菌，就更增加了对人 类健康的威胁。
抗生素 生物降解
抗生素概述
抗生素是由微生物产生的在低浓度下能抑 制或灭杀其他微生物的一类化学物质。目前被广 泛使用的抗生素，按照化学结构可分为 内酰胺 类、 喹诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、大环 内酯类、 磺胺类等。
抗生素的应用和危害

长期以来，抗生素被大量地用于人和动物的疾病 治疗，并以亚治疗剂量添加于动物饲料中，以预防动 物疾病和促进其生长。但绝大部分抗生素不能完全被 机体吸收，约有 90% 的抗生素以原形或者代谢物形式 经由病人和畜禽的粪,尿排入环境，经不同途径 对土 壤和水体造成污染。目前 , 抗生素污染问题已经被许 多发达国家( 如欧盟和美国) 列为重要的环境问题， 相关的基础研究正在迅速得到开展。
光降解 是在能接受到光照的水体表层中的抗
生素降解的另一种重要途径， 喹诺酮类和四环素 类抗生素比较容易发生光降解。
生物降解是在有生物的作用下发生的降解反应，
它也是抗生素降解的主要方式。
抗生素的生物降解
生物降解是抗生素在环境中降解的最重要的 途径。被生物降解的抗生素，可能转化为生物体 的组成部分或是最终转化为没有生物毒性的无机 或有机小分子。生物降解主要有植物降解和微生 物降解两种方式 。
耐药菌的基因转移作用
基团转移有多种途径 ， 包括 ： ①乙酰基转移修饰 。通过对羟基或酰胺基等 活泼基 团的共价修饰导致化合物失去靶点 结合能力从而失 活。乙酰转移是细菌使抗 生素失活的常用机制 ， 见于氨基糖苷类抗 生素。 ②磷酸化 。氨基糖苷类， 大环内酯类的红 霉素和肽类抗生素硫酸酯霉可通过这 种机 制降
抗生素生产废水厌氧处理工艺
厌氧好氧生物处理组合工艺
在实际废水处理中，由于单独好氧处理或单独 厌氧处理都存在自身难以克服的缺点而难以满足出水达标 排放的要求。因而从80年代开始，厌氧好氧生物处理组合 工艺逐渐成为主导工艺。采用厌氧好氧工艺不仅克服了好 氧工艺的高能耗、高运转费用及稀释水量大等特点，也克 服了厌氧处理出水不能达标排放的缺点，在经济和技术上 都是可行的。
P H、 水分和温度
环境的酸碱度和温度影 响微 生物对营养物质的吸收和生长代谢 ， 进 而改变微生物的生长状况。对大多数细菌 而言， p H 为 6 ． 5 ～8 ． 5 ， 温 度为 25℃～4 5℃时有较高的生物活性。 微生物进行代谢活动时需要有足够的水分。 微生物的呼吸方式不同对水分的需求也不 一样。在海洋、 淡水和含水层中， 微生 物不会因缺水而受到限制 ， 但在土壤中 的水分有时会成为限制因素。
抗生素在环境中的归趋
抗生素一旦进入环境就会扩散到壤、 水和空气中，一般会经过吸附、水解、 光解和微生物降解一系列生物转化过程 ， 这些过程直接影响抗生素对环境的生态毒 性。
吸附反映了抗生素与水体有机质或土 壤沉积物的相互作用，并可预测抗生素对 环境的影 响程度。一般来说，吸附能力强 的抗生素，在环境中较稳定，容易积蓄； 部分抗生素不与固相物质结合 ， 吸附能 力较弱，在淋洗作用下很容易被淋洗到附 近的河流中，到达水环境，进而对地下水 构成威胁。抗生素的吸附能力因其化学结 构 、理化性质、土壤类型和环境条件的不 同而不同。
对环境中微生物的影响
抗生素的作用就是抑制某类病菌的生长，在 水体及土壤中不具耐药性的菌株被抗生素杀死 ， 而具耐药性的优势菌得以大量繁殖，因此长期低 浓度抗生素的存在对微生物群落有一定的影响， 并且该影响可通过食物链对高级生物发生作用 ， 从而破坏了生态系统的平衡。
对植物生长发育的影响
抗生素随动物的粪尿和城市污水施人农田，对 农田植物的生长发育产生影响。如0.009 -0.012mg ／ L 四环素的动物粪便对猩猩木的液体培养物产生 毒害；300-900mg／L的磺胺地索辛能明显抑制车前 草、玉米等作物的生长 , 并在植物的根部和叶中富 集 , 根部的浓度较高；土霉素和氯四环素减少了杂 色豆植株的生节、鲜重，并影响其对钙 、 钾和镁 的吸收。而抗生素 对植物生长发育的影响与其化 学性质、使用剂量、土壤吸附能力及植物的品种有 关。
对人类健康的威胁
抗生素长期作为添加剂大量用于畜牧生产， 导致抗生素在动物食品肉、蛋、奶中残留,人食用 后 ,抗生素就会沿食物链传递到人 ,一方面会引起 人群的过敏反应 ,严重 时会造成食物 中毒;另一 方面 ,部 分药物还具有致癌、致畸、致突变或激 素类作用, 严重干扰人类各项生理功能 ,威胁人类 健康。
基因转移作用
③糖基化 。见于大环类酯类 。 ④核苷 酸化。见于林可霉素和克林霉素。
⑤核糖基化。见 于含氨基酸残基的抗生素。
⑥巯基转移， 如磷霉素。 氧化还原机制不多见 ， 四环素可被耐药性 酶 Te t X 氧化 。
影响微生物降解的因素
(
1 ( 2 ( 3 ( 4
) ) ) )
p H、 水分和温度 。 氧气 。 环境介质。 环境中其他抗生素的存在。
关注环境抗生素污染
加快研究抗生素降解技术
构建美好的明天！
抗生素的来源及暴露途径
由于抗生素主要用于医疗和畜牧,所以环境 中的抗生素主要来源医用药物和农用药物两个 途 径。
医用抗生素主要来源
①经由病人粪便和尿液排出的处方抗生素 ； ②医院丢弃的过期抗生素 ； ③残留在药瓶和器械上的抗生素 ； ④医药企业在生产过程流失的抗生素等。
医用抗生素污染过程
经排泄物排出的抗生素、治疗中残留的抗生 素以及制药企业流失的抗生素都会经过城市和医 院的下水道进入到城市污水处理厂 , 由于现有的 污水处理技术很难将抗生素彻底清除 , 一部分抗 生素会随着处理后的废水进入土壤和水中 , 而医 院丢弃的过期抗生素会进人垃圾填埋场 , 如果处 理不当,会渗入 土壤或地下水中。
抗生素生产废水好氧处理工艺
厌 氧 处 理
厌氧处理高浓度的有机废水是较可行的 方，与好氧处理相比，厌氧法在处理高浓度 有机废水方面通常有以下优点： ①有机负荷高； ②污泥产率低，产生的生物污泥易于脱水； ③营养物需要量少； ④不需要曝气，能耗低； ⑤可以产生沼气、回收能源： ⑥对水温的适宜范围较广； ⑦活性厌氧污保存时间长。