开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
一、课题背景
抗生素( Antibiotics) 指由细菌、霉菌或其他微生物在生活过程中所产生，具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰或抑制致病微生物的生存，广泛地应用于人类及动物的疾病防治、农业生产、畜牧及水产养殖等领域。自1940 年青霉素应用于临床开始，到现在抗生素的种类已达几千种，在临床上常用的亦有几百种，其主要是从微生物的培养液中提取的或者用合成、半合成方法制造。据统计，全世界每年抗生素的消费量可达 10—20 万吨，我国是抗生素的最大生产国和消费国。以2003年为例，我国青霉素产量达 2.8万吨，占世界总产量的60%; 土霉素占世界总产量的65%。抗生素的大量使用必然会导致过多的残留物进入到环境中，目前抗生素产生的环境危害愈发突出。因此，抗生素的生态环境效应日益受到广大环境领域学者的关注。
水环境中存在的抗生素主要包括四环素类(TCs)、大环内酯类(MLs)、磺胺类(SAs) 和喹诺酮类(FQs)和氯霉素类(CPs) 等。水中抗生素污染的来源主要有医用、养殖业及制药工业废水。研究表明，抗生素使用后并不会被生物体完全吸收，而是以原药或代谢产物(共轭态、氧化产物、水解产物等) 的形式随粪便和尿液排入水体等环境中。低浓度的抗生素及其代谢产物在水体中就会诱导产生抗性基因，对水生生物及人类产生潜在的毒性效应。水环境中抗生素的来源、迁移途径和作用对象归纳见图。
1.水环境中抗生素的暴露
抗生素进入水环境的原因有多种，其中最主要的是医用药物和农用兽药的大量使用。医用抗生素的使用主要在医院和家庭。此类抗生素不能被人体完全代谢，未代谢的抗生素和代谢产物通过人体排泄进入市政污水系统，然后通过污水收集系统进入污水处理厂。污水处理厂在一定程度上能很好地阻碍抗生素对进入环境中。Chang 等调查了中国重庆三峡库区医院废水、屠宰废水、污水处理厂等5种不同水源水中的抗生素含量 ，评估了污水处理厂对典型抗生素的去除效率，发现泰乐菌素、氧四环素和四环素的去除率接近100％。然而畜禽粪便不像人类排泄物那样接受三级的废水处理，大量的兽药抗生素以耕作的形式进入到环境当中，而水产养殖业中兽药抗生素的大量使用，也是其进入水环境的一个重要途径。
目前许多国家地表水甚至地下水中发现了磺胺、喹诺酮和大环内酯类等抗生素的存在。天然地表水中抗生素的来源多样，存在的种类较多，对水环境的影响较复杂。由于土壤层的天然净化作用，地下水受抗生素污染程度较低。与地表水相比，地下水中抗生素的种类少，检出率不高，含量也较低。然而地下水如果作为饮用水水源，其中的抗生素残留仍然对人类健康有着不容忽视的影响。中国地表水的抗生素检出浓度于世界其他国家对比处于一个较高水平。土壤吸附性弱，易淋溶磺胺类抗生素在中国、德国、美国的地下水均有被检出的报道，而土壤吸附性强，不易淋溶四环素类和喹诺酮类抗生素由于在我国的使用量巨大，环境浓度很高，Lei et al(2009)报道了在湖北省的一个养殖场附近的地下水检测出四环素类和喹诺酮类抗生素。
2. 沉积物中兽药抗生素的暴露
进入水体的兽药抗生素会被悬浮颗粒吸附并随之沉降至沉积物中，进入底泥后兽药抗生素分解难度将加大。底泥中抗生素的浓度随其结构不同存在很大的差异，一般在mu;g·kg-1的范围内，在水产养殖厂的底泥中抗生素的浓度则相对较高。在表层底泥中，抗生素的分解速率远远高于深层的分解速率，而且底泥的聚集又可能加重底泥中抗生素的污染状况。
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