阿維菌素殘留的降解研究進展

樊樂 苑琳

摘 要：研究阿維菌素降解的方法及特性，為阿維菌素殘留物質(zhì)處理，及土壤去殘留等提供一定參考。

關鍵詞：阿維菌素；阿維菌素降解菌；降解特性

青霉素的問世，使得人類能夠戰(zhàn)勝病菌具有強有力的“武器”。中國是抗生素原料藥生產(chǎn)大國，在抗生素領域發(fā)揮著重大作用。但是，隨著抗生素種類越來越多，抗生素生產(chǎn)規(guī)模日趨增大。國內(nèi)目前抗生素主要生產(chǎn)方法以微生物發(fā)酵法。2008年，在《國家危險廢物名錄》中，將化學藥品原料藥生產(chǎn)過程中的母液及反應液或培養(yǎng)基廢物也列入其中，這是因為這些母液和培養(yǎng)基廢物中也有一定量的抗生素殘留，而至今也沒有安全、有效、成熟的處理抗生素菌渣的方法或技術，這就使得抗生素降解問題迫在眉睫。如此大規(guī)模的固體廢棄物如何得到安全處理或合理利用，是當今我國抗生素生產(chǎn)企業(yè)面臨的重大難題。本文主要對阿維菌素降解方法及相關降解方式研究進展進行匯總分析，為阿維菌素降解提供一定借鑒。

一、阿維菌素光解降解方法

（一）不同波長對光解的影響

阿維菌素是十六元大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，其具有共軛雙鍵，因其特有的結(jié)構，使得其在254nm附近具有最大光吸收，張衛(wèi)等研究人員對阿維菌素在不同波長下光解進行了實驗，最終結(jié)果與推測一致，即阿維菌素在254nm波長附近對光有更強吸收，而隨著波長變大，其吸收光子能力相應減弱。[1]

（二）不同光強度對光解影響

宋偉杰等對不同光照強度下，阿維菌素光解效果，發(fā)現(xiàn)在隨著光照強度增加，阿維菌素的光解速率逐漸增大，這與張衛(wèi)等研究結(jié)論一致，可見阿維菌素隨著光照強度增強，光解速率增大。[2]

（三）不同添加物質(zhì)對光解影響

宋偉杰等通過添加光屏蔽劑和表面活性劑實驗，發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)的添加，均對光解有抑制作用，其中屏蔽劑作用其具有屏蔽紫外光功能，使得光解光強度得到弱化，而表面活性劑作用是其對光吸收，使得其與阿維菌素光吸收產(chǎn)生競爭作用，競爭性的抑制阿維菌素光吸收，導致阿維菌素光解得到抑制。[2]

（四）不同阿維菌素劑型對光解影響

阿維菌素作為農(nóng)獸藥，其市場上劑型較多，主要劑型有乳油、水乳劑、微乳劑等劑型。劉衛(wèi)國等對阿維菌素不同劑型對光解影響做了相關研究，發(fā)現(xiàn)乳油、水乳劑、微乳劑這三種劑型光解速率逐漸降低，并且微乳劑的半衰期遠大于乳油的半衰期。而對于同一劑型，隨著濃度的增加，光解半衰期延長，且3種劑型變化趨勢大體一致，可能是因為濃度越高，聚集在相同體積內(nèi)的分子數(shù)越多，增加了對光能分子的競爭。

（五）光解途徑推測

根據(jù)光解后得到的產(chǎn)物，張衛(wèi)等又通過LC-MS檢測，根據(jù)分子特征，推測光解產(chǎn)物是由阿維菌素分子 C13位上齊墩果糖二糖基斷裂，C8至 C17位上的大環(huán)斷裂， C8a位上的雜環(huán)氧化和 C1位上酯鍵斷裂等得到的， 這可能是光解產(chǎn)物的主要發(fā)生途徑。[1]

二、阿維菌素的生物降解

生物降解法，也是抗生素降解方法中一條重要的降解途徑。生物降解法一般可以由微生物轉(zhuǎn)化為可利用的物質(zhì)，實現(xiàn)降解。生物降解法是一種環(huán)保，無毒，溫和的降解方法。

（一）降解阿維菌素的菌種的研究進展

李榮等通過對長期使用阿維菌素農(nóng)藥的土壤分離得到一株伯克霍爾德氏菌屬的細菌AW70，該菌株能夠在低濃度下很好地降解阿維菌素，且其在阿維菌素濃度低于100 mg/L時，降解率達到70%以上。胡秀虹等通過土壤分離，得到一株蒼白桿菌AW1-12，在含100 mg/L的阿維菌素無機鹽基礎培養(yǎng)液中，該菌株降解率最高達到 80 %。張衛(wèi)等通過土壤分離得到一株嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌，該菌株最高可以降解500mg/L的阿維菌素，明顯具有更高的耐阿維菌素能力。閆彩虹等通過分離得到一株枯草芽孢桿菌、一株黏質(zhì)沙雷氏菌和一株蠟樣芽孢桿菌，均對阿維菌素具有一定降解作用。可見，阿維菌素降解菌不只局限于某一個菌屬，其廣泛的分布于多種菌屬中。

（二）活性污泥法

早期的阿維菌素廢水主要采用活性污泥法，但該方法耐負荷沖擊性差、易發(fā)生污泥膨脹，隨著高效好氧裝置的開發(fā)，接觸氧化、SBR、MBR逐漸被用于處理經(jīng)過厭氧處理后的阿維菌素廢水。實踐表明，好氧工藝容積負荷一般都在 1kg COD/（m3.d）以下，因此好氧工藝處理阿維菌素廢水時，應先經(jīng)過厭氧生物處理，會取得更好效果。

（三）堆肥法

通過向含有阿維菌素發(fā)酵廢棄物中添加一株嗜熱脂肪芽孢桿菌AZ11并調(diào)整合適碳氮比堆肥，優(yōu)化堆料含水率、接種量、間隔通風時間后，能夠在24d可完成堆料腐熟過程，其中廢棄物中殘留的阿維菌素降解率達到98.7% 。

三、結(jié)束語

綜上所述，物理法光解存在能耗高，降解不徹底等問題，而生物法對抗生素降解具有優(yōu)質(zhì)、低耗、環(huán)保和操作簡單等優(yōu)點，微生物降解法未來將會成為處理抗生素污染的最環(huán)保且可行性較強，操作方便的主要途徑。在綜述近些年來利用微生物方法處理抗生素污染的技術、抗生素降解功能微生物的篩選、降解條件優(yōu)化、降解效果及其降解機制等方面研究進展的基礎上，為阿維菌素廢棄物特別是菌渣中阿維菌素的殘留處理指出了今后的研究思路。

參考文獻：

[1]張衛(wèi)，林匡飛，虞云龍，劉莉莉，張巍.農(nóng)藥阿維菌素在水中的光解動態(tài)及機理[J].生態(tài)環(huán)境學報，2009，18（05）：1679-1682.

[2]宋偉杰，路福綏.阿維菌素光化學降解研究及其光穩(wěn)定劑的篩選[J].現(xiàn)代農(nóng)藥，2017，16（02）：21-23+56.