农田-地下水系统中四环素类抗生素的迁移机制及阻控技术的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1课题来源及选题依据（国内外研究动态、研究目的、意义）1.1选题依据四环素类抗生素(tetracyclines,tc)是由放线菌产生的一类广谱抗生素，包括金霉素（chlortetracycline)、土霉素（oxytetracycline）、四环素（tetracycline）及半合成衍生物甲烯土霉素、强力霉素、二甲胺基四环素等，其结构均含并四苯基本骨架[1]。

主要是通过抑制蛋白质的合成等方式，在较低浓度下便可对革兰氏阳性、阴性菌、支原体和衣原体之类的微生物起到杀菌的作用，目前被广泛的用于疾病防治、饲料添加和促进畜禽生长方面，并将排出的粪便广泛作为有机肥料用于农业生产[2]。

近年来，国内外许多学者己经在动物源性食品、蔬菜、土壤、地下水、粪便中均检测出了四环素类抗生素，有些样品的残留量甚至严重超过了国家标准，说明，四环素类抗生素可以通过食物链的传递对人体健康造成潜在的危害。

2. 研究的基本内容和问题

2工作假说与研究内容2.1提出科学问题　　基于上述讨论提出以下3个科学问题：1)四环素在原位土柱-地下水系统中迁移过程及影响因素2)arb/args在原位土柱-地下水系统中扩散特征及群落变化3)基于生物质炭的原位阻控技术研发与验证2.2研究内容1)tc在农田土壤-地下体系中迁移规律及影响因素我们监测和分析四环素类垂直分布和消减动态，分析土壤和水样品中四环素类抗生素的赋存形态包括水溶态、交换态、结合态；分析土壤理化性质，包括沙壌粘、有机质、cec、eh、ph，揭示四环素类抗生素在农田土壤地下水系统中的迁移规律和影响因素。

2)arb/args在农田土壤-地下水扩散传播特征及群落响应本实验在垂直方向上重点添加铜绿假单胞菌（pseudomonas aeruginosapao1），并运用分子生物学手段人为导入红色荧光基因与tetb基因。

通过荧光追踪确定迁移过程，进一步测定和分析args的扩散传播，并通过高通量测序的方法分析微生物群落在垂直方向上的群落变化。

3. 研究的方法与方案

4. 研究创新点

本实验较为贴近的模拟了原位自然条件下的土壤-地下水非均相组成与非均相渗透性污染体系；协同开展了TC/ARB/ARGs在土柱-地下水系统迁移阻控研究。

实验设置尽可能模拟还原真实污染现状获得数据为复合污染物修复治理提供有效技术支撑。

5. 研究计划与进展

4进度安排（包括论文撰写）　　2018年3月上旬：文献查找，确定研究方向；准备实验所需设备和仪器　　2018年3月中旬：采集土壤样品；搭建土柱-地下水研究模拟平台　　2018年3月下旬：购买实验所需试剂和相关药品；准备开题报告　　2018年4月上旬：进行实验；样品分析　　2018年4月中旬-2018年4月下旬：整理、处理、分析数据；　　2018年5月上旬：撰写结题报告；撰写学术论文　　2018年5月中下旬：答辩5预期结果与可能存在的问题5.1预期结果1)探明农田土壤-地下水系统tc-arb-args迁移扩散机制2)研发基于生物质炭的原位风险阻控技术5.2可能存在的问题1)在实际情况中，可能存在arb-args水平迁移转化对垂直方向的影响机制尚不明确。

因为土柱较高，为防止大风等恶劣天气破坏实验，还要尽可能的模仿自然条件，所以土柱的放置需要仔细考虑。

铜绿假单胞菌是条件致病菌，所以土柱周围应设置隔离带，防止非试验人员触摸。