目前,抗生素在人与动物的传染性疾病预防和治疗领域被广泛使用,抗生素可以通过多种途径进入各种环境介质,同时产生细菌耐药性和耐药基因污染,对生态系统甚至人类健康造成不利影响。本文以松花江二级支流伊通河为研究区域,设置8个采样断面,开展不同水文期(2016年8月、11月和2017年5月)水中磺胺嘧啶(SD)、磺胺甲嘧啶(SMD)、磺胺二甲嘧啶(SM2)、磺胺甲恶唑(SMZ)、环丙沙星(CIP)、氧氟沙星(OFX)、盐酸四环素(TCH)、土霉素(OTC)和甲氧苄啶(TMP)共9种抗生素的含量检测,分析其时空分布特征和污染特征;研究了长春市三家污水处理厂不同时期(5月、8月和10月)进出水中抗生素的污染水平;对伊通河水体和污水处理厂出水中抗生素污染的生态风险进行了评价;研究了流域典型抗生素的微生物耐药性、耐药基因分布情况及抗生素的生物(淡水发光菌)毒性作用,为伊通河流域抗生素污染的综合评价及治理提供科学依据。论文研究的主要结果如下:(1)为了研究污水处理厂排水对受纳河流可能造成的影响,测定了长春市三家污水处理厂进水和出水中的9种抗生素残留。结果显示,三家污水处理厂进水口共检测出7种抗生素,总检出率为23.46%;检出率由高至低的排序为:TMP(55.56%)﹥OFX(44.44%)﹥CIP=SD(33.33%)﹥SMZ(22.22%)﹥OTC=TCH(11.11%),其中TMP浓度最高(1.269μg/L)。出水口共检测出8种抗生素,总检出率为16.05%;检出率由高至低的排序为:TMP=CIP(33.33%)﹥SMD(22.22%)﹥OFX=SD=SMZ=OTC=TCH(11.11%),浓度最高的是SD(1.612μg/L)。三家污水处理厂出水中抗生素的三个月份总检出率的排序依次为:8月(25.92%)﹥5月(18.52%)﹥10月(3.70%)。风险商值法(RQs)的评价结果表明,污水处理厂出水中对水生态具有高风险潜在危害的抗生素为CIP、OFX、SMZ,中等风险的为OTC、TCH和SD。(2)对伊通河8个断面三个不同水文期水体中抗生素残留检测结果显示:伊通河水体中9种抗生素浓度范围为nd-1.361μg/L。氟喹诺酮类的检出率和浓度分别为54.16%和0.221μg/L,其中OFX的检出率和浓度最高,分别为62.50%和1.361μg/L。磺胺类检出率和浓度分别为22.92%和0.054μg/L,其中检出浓度最高的是SMD(1.083μg/L),检出率最高的是SD(37.5%)。TMP的检出率为33.33%,最高检出浓度为0.393μg/L。四环素类中的OTC检出率为4.16%,检出浓度为0.024μg/L。从时间上看,丰水期(8月)和枯水期(11月)的抗生素检出率和浓度均高于平水期(5月),三个水文期的抗生素总检出率由高至低依次为枯水期(12.04%)﹥丰水期(8.79%)﹥平水期(4.17%),其中枯水期的OFX总检出率为100%。从空间上看,8个采样断面中,接近城镇区的断面水体中抗生素浓度偏高。利用风险商值法(RQs)对伊通河8个断面不同时期水体各种抗生素残留进行风险评价,结果表明,伊通河水体中对水生态具有高风险潜在危害的抗生素为CIP、OFX、SMZ,中等风险的为SD。(3)建立了改进的固定底物酶底物法(DST-酶底物法),测定了伊通河水体中总大肠菌群和大肠埃希菌对抗生素的耐药性。结果表明:伊通河水体中丰水期(8月)和枯水期(11月)总大肠菌群数明显高于平水期(5月);SOX、TCH和TMP对伊通河水体中总大肠菌群的抑制率随水文期变化不明显,而CIP、OFX和ENR对多数断面水中总大肠菌群抑制率随水文期变化明显,丰水期和枯水期为18.6-54.7%,平水期最高抑制率为89.5%;丰水期和枯水期氟喹诺酮类污染较重的断面在平水期水体中总大肠菌群仍呈现较高的耐药性。大肠埃希菌对多数抗生素的耐药性存在水文期差异,其对氟喹诺酮类抗生素的耐药率较低,丰水期水体中大肠埃希菌对四环素类耐药率偏高为68.8%;三个不同水文期8个断面均检测到多重耐药大肠埃希菌。(4)用荧光定量PCR对伊通河8个断面水中的耐药基因分布进行了研究,并与改进的DST-酶底物法测得的总大肠菌群耐药性进行了相关性分析。结果显示:耐磺胺类的sul1、sul2,耐甲氧苄啶的dfra1和耐四环素的tet Q是伊通河流域的主要耐药基因;伊通河水体中耐氟喹诺酮类的qnr A,耐四环素类的tet M、tet O和tet Q基因的相对丰度和抗生素对总大肠菌群最高抑制率呈显著负相关,说明这部分耐药基因可能来源于水中的总大肠菌群。(5)分别测定了氟喹诺酮类、甲氧苄啶、磺胺类以及四环素类抗生素对青海弧菌Q67的单一毒性,考察其对青海弧菌Q67的剂量-时间-效应关系;研究了氟喹诺酮类、四环素类和甲氧苄啶二元混合体系对青海弧菌Q67的时间依赖联合毒性。结果显示:单一抗生素对青海弧菌Q67的急性毒性大小依次为四环素类﹥氟喹诺酮类﹥甲氧苄啶=磺胺类。各种抗生素在实验浓度范围内对青海弧菌Q67的毒性均呈现时间-效应关系,其中SOX和SDM在0-0.002 mol/L浓度范围8 h内呈现了明显的Hormesis效应。抗生素二元混合体系对青海弧菌Q67的联合毒性随着混合比例和时间不同而变化,其主要规律为:在4 h、8 h和12 h时,大多数二元混合物对青海弧菌Q67的联合毒性主要呈现低浓度时为加和作用,高浓度时为协同作用;TCH和OTC的联合毒性低浓度呈现协同作用,高浓度为加和作用;四环素类和甲氧苄啶对青海弧菌Q67的联合毒性(12 h)低浓度时为加和作用,高浓度时为拮抗作用。