典型抗生素的环境行为及污染控制

本书是一部关于抗生素的环境行为及污染控制的学术专著。在全面介绍抗生素污染现状及危害基础上，系统总结了作者及其研究团队针对抗生素污染开展的相关研究成果，其涵盖了典型抗生素在不同环境介质上的吸附特性与机理分析、光降解行为与路径、在水生生态系统中的分布与归趋、微生态效应及对环境功能微生物的影响等，并探索了典型抗生素的吸附和光催化降解去除技术。这些研究成果可为抗生素污染的风险管控提供科学依据和工程参考。

本书可供环境科学与工程、环境污染控制与修复、农业环境科学、环境地球科学等学科的科研人员，以及生态环境部门、农业农村部门与节能环保产业的工程技术与管理人员参考，还可作为高等院校相关专业师生的参考书。

序

前言

第1章 抗生素简介 1

1.1 抗生素的定义 1

1.2 抗生素的分类与作用机制 1

1.3 抗生素的使用和消费情况 5

1.4 环境中抗生素的来源及赋存 6

1.5 抗生素在环境中的潜在危害 8

第2章 典型兽药抗生素在环境介质上的吸附特性与机制 10

2.1 兽药抗生素在矿物上的吸附 11

2.1.1 泰乐菌素在黏土矿物上的吸附 13

2.1.2 典型兽药抗生素在铁氧化矿物上的吸附行为 27

2.1.3 典型兽药抗生素在腐殖酸上的吸附 41

2.2 兽药抗生素与其他污染物的复合吸附 50

2.2.1 泰乐菌素与菲在黏土矿物上吸附 51

2.2.2 泰乐菌素与Cd2+在黏土矿物上的吸附行为 56

2.2.3 结论 62

2.3 磺胺二甲基嘧啶和典型重金属镉在针铁矿上的吸附 62

2.3.1 磺胺二甲基嘧啶与金属离子的配位特性 62

2.3.2 SMT与Cd2+共存时Cd2+在针铁矿上的吸附 70

2.3.3 结论 75

第3章 典型抗生素的光降解 76

3.1 水化学性质对光降解的影响 77

3.1.1 材料与方法 77

3.1.2 结果与讨论 79

3.1.3 结论 83

3.2 不同环境条件下针铁矿介导泰乐菌素的光降解行为 83

3.2.1 材料与方法 83

3.2.2 结果与讨论 84

3.2.3 结论 90

3.3 Fe3+对水溶液中泰乐菌素光降解的影响 90

3.3.1 光降解实验 90

3.3.2 结果与讨论 90

3.3.3 结论 94

第4章 典型抗生素在水生生态系统中分布与归趋 95

4.1 红霉素在水生生态系统中的分布 96

4.1.1 模拟水生生态系统的构建 97

4.1.2 模拟水生生态系统数据分析模型 98

4.1.3 红霉素在模拟水生生态系统中的分布特征 101

4.2 红霉素在水生生态系统中的归趋模式 106

4.3 总结 112

第5章 典型抗生素的微生态效应 113

5.1 红霉素对底泥微生物群落结构的影响 115

5.1.1 测序统计与多样性指数 115

5.1.2 群落组成 118

5.1.3 红霉素对微生物群落的影响 120

5.2 红霉素耐药菌群的多样性 123

5.2.1 可培养耐红霉素细菌的计数与分离鉴定 123

5.2.2 16S rDNA克隆文库的分析 124

5.2.3 底泥样品16S rDNA系统发育分析 125

5.3 红霉素对底泥微生物抗性基因的影响 126

5.3.1 抗生素抗性基因分析 126

5.3.2 红霉素对抗性基因的影响 128

5.3.3 部分抗性基因耐药机制注释 135

5.4 本章小结 136

第6章 典型抗生素对环境功能微生物的影响 137

6.1 材料与仪器 140

6.2 实验方法 141

6.2.1 菌株的活化及降解性能测试 141

6.2.2 红霉素对菌株GY2B表面形貌的影响 141

6.2.3 蛋白质提取 141

6.3 实验结果与讨论 142

6.3.1 红霉素对菲降解菌GY2B(鞘氨醇单胞菌属，Sphingomonas)的影响 142

6.3.2 红霉素对芘降解菌CP13(分枝杆菌属，Mycobacterium)的影响 151

6.3.3 GY2B在红霉素影响下降解菲时的生物量变化 156

6.3.4 红霉素对GY2B微观形貌的影响 157

6.3.5 红霉素对GY2B细胞活性的影响 159

6.3.6 红霉素对GY2B蛋白表达的影响 163

6.4 总结 172

第7章 典型抗生素的吸附去除 174

7.1 针铁矿负载玉米秸秆表面对TYL的去除研究 174

7.1.1 实验药品及仪器 174

7.1.2 材料的制备 175

7.1.3 吸附实验 175

7.1.4 样品分析 176

7.1.5 吸附模型 177

7.1.6 材料的表征分析 178

7.1.7 结果与讨论 181

7.2 锰氧化物和铁锰氧化物负载玉米秸秆对TYL的去除研究 187

7.2.1 实验药品及仪器 188

7.2.2 材料的制备 188

7.2.3 吸附实验 188

7.2.4 材料的表征分析 189

7.2.5 结果与讨论 193

7.3 硫化锌和硫化锌锰负载玉米秸秆表面对TYL的去除研究 200

7.3.1 实验药品及仪器 200

7.3.2 材料的制备 201

7.3.3 吸附实验 201

7.3.4 材料的表征 202

7.3.5 结果与讨论 205

7.4 石墨烯-二氧化钛复合材料对TYL的吸附 210

7.4.1 吸附实验 210

7.4.2 吸附主要模型 211

7.4.3 结果与讨论 212

7.5 氨基生物炭对磺胺二甲基嘧啶的吸附性能研究 216

7.5.1 材料结构组成和表面性质 216

7.5.2 吸附动力学分析 219

7.5.3 不同pH条件下的吸附等温线分析 222

7.6 总结 224

第8章 典型抗生素的光催化降解去除 225

8.1 针铁矿/g-C3N4的制备及其对泰乐菌素的光降解特性 226

8.1.1 实验材料与方法 226

8.1.2 结果与讨论 229

8.2 不同类型的碳球/g-C3N4复合材料的制备及其对泰乐菌素的光降解特性 239

8.2.1 实验材料与方法 239

8.2.2 结果与讨论 240

8.3 不同的前体在燃爆作用下制备的g-C3N4及其对泰乐菌素的光催化

?降解特性 254

8.3.1 实验材料与方法 254

8.3.2 结果与讨论 255

8.4 总结 269

参考文献 271