氟喹诺酮类抗生素是畜牧养殖业中广泛使用的广谱性抗菌剂。抗生素施用于动物后,60-90%以抗生素原药或代谢物的形式经动物排泄物排出,对地表水、土壤、沉积物、地下水等造成污染,影响动物、植物和微生物的正常生命活动,并通过食物链最终影响人类的健康。抗生素的抗性基因属于新型环境污染物,其危害风险较抗生素本身更严重更复杂。本文通过对集约化养殖场污染场地中氟喹诺酮类抗生素的调查、污染途径分析与控制实验,进行了抗生素及其抗性基因的风险评价,为控制抗生素及抗性基因的污染提供科学依据。开展环境中氟喹诺酮类抗生素的生态风险、污染行为及控制技术的研究具有重要的意义。本文研究结论如下:(1)利用物种敏感性评价方法得到的诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星的在地表水中的预计无影响浓度(PNEC)分别为ρ(诺氟沙星)2.66μg/L、ρ(环丙沙星)9.92μg/L、ρ(恩诺沙星)5.11μg/L;根据物种敏感性分布评价结果利用风险熵值法RQ=PEC/PNEC评价中国地表水体的氟喹诺酮类抗生素污染风险。结果表明:除黄河、渤海湾、大辽河地表水中诺氟沙星的风险为低风险以外,地表水中氟喹诺酮的污染分布无风险。地表水急性水质基准CMC分别为:ρ(诺氟沙星)5.39μg/L、ρ(环丙沙星)20.10μg/L,ρ(恩诺沙星)11.16μg/L,慢性水质标准ccc分别为ρ(诺氟沙星)2.66μg/l、ρ(环丙沙星)9.92μg/l,ρ(恩诺沙星)5.51μg/l,以期为建立抗生素地表水环境质量标准提供参考。(2)利用评价因子法得到的诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星在土壤环境中的pnec分别为11.30μg/kg、1.13μg/kg、45.00μg/kg。根据评价因子法结果利用风险熵值rq=pec/pnec评价了山东菜地、东莞菜地、福建养殖场周边土壤环丙沙星均表现为高风险,应该重点监控。山东菜地、东莞菜地诺氟沙星为中等风险,恩诺沙星为低风险。(3)在综合分析抗性基因的产生过程、传播途径、基因降解及抗性细菌的耐药程度等基础上,提出“渐变-累积-突变”理论,建立了抗性基因的风险评价体系。通过危害识别、暴露评估、风险表征3个步骤,其中暴露评估将综合风险分为4个指数来分别评价:抗性指数、传播指数、污染指数、降解指数。通过分别对每个指数进行评分计算,将分值乘以权重后相加得到综合风险,对风险进行分级,得到相对风险等级1-5级。(4)诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星在三种不同场地介质中的吸附动力学均符合准二级动力学方程,其中在有机肥的影响下,三种氟喹诺酮类抗生素的吸附速率加快。其中环丙沙星更容易被吸附,三种氟喹诺酮类抗生素的迁移能力cip<nor<enr。在三种场地介质中诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星的吸附热力学符合freundlich模型,属于物理吸附。三种介质中的吸附行为差异明显。其土壤kf值分别为:47.4679、47.2607、33.9860;土壤+粪便kf值分别为:81.4329、90.1779、46.2594;土壤+有机肥kf值分别为:128.0855、133.5365、64.0914。(5)通过土柱淋溶实验,在40天试验时间中,土柱内抗生素未见明显淋出,且三种初始浓度不同污染溶液对土柱中抗生素淋出情况并无影响,三种不同氟喹诺酮类抗生素的淋出行为相似。原因在于诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星的吸附系数大,土壤黏度较大,一部分的抗生素被土壤吸附,三种抗生素的半衰期较短,一部分自身降解,由于土壤环境中存在微生物,不排除被微生物降解的可能性。土柱实验结果表明:当抗生素未经处理直接排放到土壤中时,在短时间内会在土壤中积累,由于抗生素自身的水解等作用且与土壤结合,不会导致地下水的污染,但是长时间低剂量的暴露会诱导土壤中抗性基因的产生,从而形成抗性细菌,当抗性基因通过水平扩散等作用实现在不同种微生物之间的传播,诱导超级细菌的产生。因此需要预防抗生素进入土壤环境。(6)通过木屑、稻谷壳、稻谷炭、颗粒活性炭等吸附实验,表明活性炭对诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星吸附效果最好,去除率均达到90%以上。活性炭对三种氟喹诺酮类抗生素的吸附符合准二级吸附动力学,反应时间60min左右,三种氟喹诺酮类抗生素基本达到吸附平衡,其中活性炭对恩诺沙星的单位吸附平衡量最大,可达到2000mg/kg;活性炭对三种氟喹诺酮类抗生素的吸附符合freundlich吸附模型,属于物理吸附过程,kf值分别为诺氟沙星1148.9735、环丙沙星1115.8351、恩诺沙星1200.3835。通过超声再生活性炭实验表明,在超声进行到25 min时超声再生效率达到最大,诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星分别为68.5%、68.0%、69.9%;当温度为35℃时超声再生活性炭的再生效率最高,诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星分别为73.1%、72.7%、73.6%;当超声的频率为40 KHz时,超声对活性炭的再生效率最高,诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星分别为76.5%、75.4%、79.0%。