自上世纪90年代中期以来,随着新的环境分析方法的不断涌现,环境工作者对环境污染物的关注焦点已经逐渐从传统典型的污染物,如重金属、持久性有机污染物、富营养化营养盐等延伸到痕量新型污染物,如抗生素类药物。尽管抗生素在人类医疗等方面发挥了非常积极的作用,但它们也有不容忽视的负面影响。研究表明,在过去的20多年里,由于在人类健康和动物养殖中的频繁使用,抗生素不断进入环境,导致在环境中普遍检出抗生素,抗生素在环境中表现为“持续存在”的状态;更为严重的是,这些低浓度抗生素对环境微生物造成选择性压力,导致敏感性微生物消亡而耐药性微生物普遍占据主导地位,对人类健康造成难以估计的潜在威胁。抗生素类药物作为一种新型污染物已经逐渐引起公众和环境工作者的广泛关注。鄱阳湖是我国第一大淡水湖泊,环鄱阳湖周边分布着多种类型的水产养殖区和畜禽养殖区,同时,环鄱阳湖区也是江西省的人口密集区,环湖区居民生活污水、医疗废水中抗生素药物经污水处理厂不完全处理或不经任何处理直接排放后,汇入附近沟渠、河流,最终进入鄱阳湖,对鄱阳湖水生态环境造成潜在生态风险。然而,目前江西省鄱阳湖地区在抗生素药物污染方面的研究基本处于空白,作为我国第一大淡水湖泊以及生态环境良好的代表性水域,在鄱阳湖区开展抗生素类环境新型微污染物的环境监测、风险评估及环境行为等相关研究十分必要。而有针对性地开发环境抗生素污染降解去除工艺,也是控制环境抗生素及其诱导的抗性基因污染的必要手段。本研究在鄱阳湖连续开展了水体环境抗生素残留的监测研究,阐明了鄱阳湖及其周边典型地表水体抗生素的污染特征及时空分布;运用风险商值法(Risk Quotients,RQs)对各类水体抗生素污染进行生态风险评价;运用室内控制实验,开展了鄱阳湖及其周边水环境四种典型抗生素的底泥吸附及光降解研究;最后,将红壤吸附与漆酶氧化技术耦合,开展了多类抗生素的同时降解去除研究并初步阐明了去除机理。本研究可为鄱阳湖区水环境保护和环境新型污染物的管理提供科学依据和技术支撑。主要的研究成果如下:(1)本研究从2014～2016年连续3年开展了鄱阳湖水体抗生素污染的相关监测研究,同时对环鄱阳湖水产养殖水体及鄱阳湖周边城市湖泊水体的抗生素污染特征和时空分布等进行了监测和分析,并讨论了鄱阳湖“五河”来水流量对鄱阳湖水体抗生素随时间分布的影响。结果表明,在本研究期内,鄱阳湖水体抗生素含量总体较低,检出浓度均在 ng/L 级;四环素类(Tetracycline antibiotics,TCs)、磺胺类(Sulfonamide antibiotics,SAs)和大环内酯类抗生素(Macrolide antibiotics,MLs)是鄱阳湖水体主要的抗生素检出类型,相比国内外其他湖泊和水域,鄱阳湖水体五类目标抗生素的检出浓度处于中等或低于平均水平。环鄱阳湖周边水产养殖水体个别点位的磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)检出含量相对较高,接近300ng/L。相比于我国其他湖泊,除恩诺沙星(Enrofloxacin,EFX)外,南昌市5个城市湖泊水体主要检出抗生素的含量总体处于中等水平。(2)本研究采用欧盟技术指导文件中关于环境风险评价的方法RQs评价鄱阳湖地区地表水环境中典型抗生素的生态风险;采用美国环保局开发的生态构效关系模型(Ecological Structure Activity Relationships Program,ECOSAR)关于有机污染物对鱼、溞类和绿藻等三类典型水生生物的急性和慢性毒性数据进行RQs计算并进行生态风险分级。结果表明,在本研究期内,鄱阳湖及其周边城市湖泊水体主要检出抗生素基本处于最低风险水平,但个别水产养殖点的主要检出抗生素达到中等风险水平。(3)采用室内控制实验,对鄱阳湖及其周边水环境四种典型抗生素(两种喹诺酮类抗生素(Quinolone antibiotics,QUs)和两种SAs)的底泥吸附及光降解环境行为进行了研究。结果表明,底泥对四种典型抗生素的吸附过程均符合拟二级动力学模型,均以化学吸附为主;两种磺胺类抗生素在鄱阳湖湖水中难以被底泥吸附,而两种喹诺酮类抗生素在湖水中发生快速吸附;四种抗生素的光降解速率大小为:环丙沙星(Ciprofloxacin,CFX)＞EFX＞磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)＞SMX;在鄱阳湖湖水及底泥存在的环境中,底泥吸附是两种喹诺酮类抗生素的主要归趋机制,而两种磺胺类抗生素既难以被底泥吸附,光降解速率也非常缓慢,它们易滞留在水体环境中或者随水流迁移。(4)本研究研发了一种红壤-漆酶耦合同时去除多种抗生素(4种TCs,5种SAs和5种QUs,共14种抗生素)的抗生素降解去除方法,确定了耦合体系降解去除效果及去除机理。结果表明,漆酶-红壤耦合体系降解三类抗生素的最佳工艺参数为:介体选用丁香醛(Syringaldehyde,SA)、SA反应浓度为0.5mmol/L、反应体系pH=6、反应温度为25℃、漆酶起始浓度为0.5mg/mL、红壤浓度为50g/L。各种抗生素在15min和60min的去除率分别超过70%和90%,180min的去除率接近100%,大部分抗生素的去除发生在前15min,这表明该耦合体系能有效地同时去除三类14种抗生素。在漆酶-红壤耦合体系中,SAs主要被漆酶-SA氧化降解,QUs主要被红壤吸附去除,TCs本身既能被漆酶氧化降解又能被红壤吸附去除,然而在耦合体系中漆酶-SA氧化是TCs得以去除的主要机制。