阿维菌素残留的降解研究进展

樊乐 苑琳

摘 要：研究阿维菌素降解的方法及特性，为阿维菌素残留物质处理，及土壤去残留等提供一定参考。

关键词：阿维菌素；阿维菌素降解菌；降解特性

青霉素的问世，使得人类能够战胜病菌具有强有力的“武器”。中国是抗生素原料药生产大国，在抗生素领域发挥着重大作用。但是，随着抗生素种类越来越多，抗生素生产规模日趋增大。国内目前抗生素主要生产方法以微生物发酵法。2008年，在《国家危险废物名录》中，将化学药品原料药生产过程中的母液及反应液或培养基废物也列入其中，这是因为这些母液和培养基废物中也有一定量的抗生素残留，而至今也没有安全、有效、成熟的处理抗生素菌渣的方法或技术，这就使得抗生素降解问题迫在眉睫。如此大规模的固体废弃物如何得到安全处理或合理利用，是当今我国抗生素生产企业面临的重大难题。本文主要对阿维菌素降解方法及相关降解方式研究进展进行汇总分析，为阿维菌素降解提供一定借鉴。

一、阿维菌素光解降解方法

（一）不同波长对光解的影响

阿维菌素是十六元大环内酯类抗生素，其具有共轭双键，因其特有的结构，使得其在254nm附近具有最大光吸收，张卫等研究人员对阿维菌素在不同波长下光解进行了实验，最终结果与推测一致，即阿维菌素在254nm波长附近对光有更强吸收，而随着波长变大，其吸收光子能力相应减弱。[1]

（二）不同光強度对光解影响

宋伟杰等对不同光照强度下，阿维菌素光解效果，发现在随着光照强度增加，阿维菌素的光解速率逐渐增大，这与张卫等研究结论一致，可见阿维菌素随着光照强度增强，光解速率增大。[2]

（三）不同添加物质对光解影响

宋伟杰等通过添加光屏蔽剂和表面活性剂实验，发现这两种物质的添加，均对光解有抑制作用，其中屏蔽剂作用其具有屏蔽紫外光功能，使得光解光强度得到弱化，而表面活性剂作用是其对光吸收，使得其与阿维菌素光吸收产生竞争作用，竞争性的抑制阿维菌素光吸收，导致阿维菌素光解得到抑制。[2]

（四）不同阿维菌素剂型对光解影响

阿维菌素作为农兽药，其市场上剂型较多，主要剂型有乳油、水乳剂、微乳剂等剂型。刘卫国等对阿维菌素不同剂型对光解影响做了相关研究，发现乳油、水乳剂、微乳剂这三种剂型光解速率逐渐降低，并且微乳剂的半衰期远大于乳油的半衰期。而对于同一剂型，随着浓度的增加，光解半衰期延长，且3种剂型变化趋势大体一致，可能是因为浓度越高，聚集在相同体积内的分子数越多，增加了对光能分子的竞争。

（五）光解途径推测

根据光解后得到的产物，张卫等又通过LC-MS检测，根据分子特征，推测光解产物是由阿维菌素分子 C13位上齐墩果糖二糖基断裂，C8至 C17位上的大环断裂， C8a位上的杂环氧化和 C1位上酯键断裂等得到的， 这可能是光解产物的主要发生途径。[1]

二、阿维菌素的生物降解

生物降解法，也是抗生素降解方法中一条重要的降解途径。生物降解法一般可以由微生物转化为可利用的物质，实现降解。生物降解法是一种环保，无毒，温和的降解方法。

（一）降解阿维菌素的菌种的研究进展

李荣等通过对长期使用阿维菌素农药的土壤分离得到一株伯克霍尔德氏菌属的细菌AW70，该菌株能够在低浓度下很好地降解阿维菌素，且其在阿维菌素浓度低于100 mg/L时，降解率达到70%以上。胡秀虹等通过土壤分离，得到一株苍白杆菌AW1-12，在含100 mg/L的阿维菌素无机盐基础培养液中，该菌株降解率最高达到 80 %。张卫等通过土壤分离得到一株嗜麦芽寡养单胞菌，该菌株最高可以降解500mg/L的阿维菌素，明显具有更高的耐阿维菌素能力。闫彩虹等通过分离得到一株枯草芽孢杆菌、一株黏质沙雷氏菌和一株蜡样芽孢杆菌，均对阿维菌素具有一定降解作用。可见，阿维菌素降解菌不只局限于某一个菌属，其广泛的分布于多种菌属中。

（二）活性污泥法

早期的阿维菌素废水主要采用活性污泥法，但该方法耐负荷冲击性差、易发生污泥膨胀，随着高效好氧装置的开发，接触氧化、SBR、MBR逐渐被用于处理经过厌氧处理后的阿维菌素废水。实践表明，好氧工艺容积负荷一般都在 1kg COD/（m3.d）以下，因此好氧工艺处理阿维菌素废水时，应先经过厌氧生物处理，会取得更好效果。

（三）堆肥法

通过向含有阿维菌素发酵废弃物中添加一株嗜热脂肪芽孢杆菌AZ11并调整合适碳氮比堆肥，优化堆料含水率、接种量、间隔通风时间后，能够在24d可完成堆料腐熟过程，其中废弃物中残留的阿维菌素降解率达到98.7% 。

三、结束语

综上所述，物理法光解存在能耗高，降解不彻底等问题，而生物法对抗生素降解具有优质、低耗、环保和操作简单等优点，微生物降解法未来将会成为处理抗生素污染的最环保且可行性较强，操作方便的主要途径。在综述近些年来利用微生物方法处理抗生素污染的技术、抗生素降解功能微生物的筛选、降解条件优化、降解效果及其降解机制等方面研究进展的基础上，为阿维菌素废弃物特别是菌渣中阿维菌素的残留处理指出了今后的研究思路。

参考文献：

[1]张卫，林匡飞，虞云龙，刘莉莉，张巍.农药阿维菌素在水中的光解动态及机理[J].生态环境学报，2009，18（05）：1679-1682.

[2]宋伟杰，路福绥.阿维菌素光化学降解研究及其光稳定剂的筛选[J].现代农药，2017，16（02）：21-23+56.