一、课题研究目的：

抗生素在人类医用药物使用量中居第三位、占处方药总量的6%以上，在兽药用量中更是占到70%以上[1]。据不完全统计，我国目前使用和销售量列在前15位的药品中有10种是抗菌药物。近5年内，我国医院抗生素的使用率在67%-82%之间，住院病人抗菌药物的费用占总费用的50%以上（国外为15%-30%），可见，我国是世界上抗生素使用量很大的国家[2]。医用和兽用抗生素的大量使用造成了抗生素在环境中广泛暴露。[3]因此，随着我国抗生素生产和使用规模的逐年扩大，抗生素所带来的环境风险必须引起人们的高度重视。

世界上已知的微藻大约有10.000种左右，普遍富含蛋白质等营养及多种生理活性成分，具有抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、防止心血管疾病等生理保健功能。[4]微藻不仅用于生产食品和动物饲料，营养品，生物色素等，在污水处理领域也得到了广泛的研究和应用。与传统农作物相比，微藻具有生长速率快、收获时期短、光合利用率高等特点，在生长繁殖过程中能将水体中的有机化合物作为氮源及硫源来富集吸收与利用，甚至能在以CO2作为无机碳源的同时利用小分子有机物质作为有机碳源。可见由于微藻多以光能作为能源，不但对废水的营养要求较低，更可以利用其中的碳、氮、磷等营养物质合成复杂的有机质，供其自身生长，是处理废水有机物的理想生物质。

本课题选择蛋白核小球藻为主要受试生物，选择头孢类抗生素头孢拉定作为目标抗生素，考察微藻对头孢抗生素的去除作用效果，并根据实验结果初步进行了微藻光生物反应器的研发。为微藻处理抗生素废水领域提供一定的理论依据。

二、国内外研究情况：

2.1微藻对抗生素敏感性研究

不同抗生素对于水生微藻的毒性效应有所不同,而不同微藻种类对于抗生素的敏感性也有差异，一般情况下,以铜绿微囊藻为代表的蓝藻对于各种抗生素的敏感程度要远远高于绿藻、隐藻等其它类群,主要表现为在抗生素暴露条件下有较低的EC50值,这可能由于蓝藻属于原核生物,在代谢过程等方面均与细菌有相似之处,因此对于抗菌药非常敏感。对于绿藻,具有抑制蛋白质合成作用的抗生素,诸如氨基糖昔类、四环素类以及大环内酷类等具有相对较高的毒性,而以抑制细菌细胞壁合成的p一内酸胺类则基本无毒性。[5]王海英等（2010）考察了普通小球藻和蛋白核小球藻对青霉素、硫酸链霉素和制霉素等3种抗生素敏感性的基础上，研究了几种对已污染藻种除菌方法。发现蛋白核小球藻比普通小球藻对所选的抗生素敏感，表现出明显的抑制效果。[6]成丽芸（2010）在用青霉素、阿莫西林、哌拉西林、美洛西林、头孢哌酮、头孢替唑、头孢曲松、克林霉素、阿奇霉素、加替沙星分别对衣藻、栅藻、蛋白核小球藻、鱼腥藻、月牙藻、菱板藻、脆杆藻、颤藻进行了药物敏感性实验，发现蛋白核小球藻响应温差在0.30℃，响应时间为5.9min，为供试藻中最长的。[7]可见，虽然抗生素（青霉素）会一定程度上抑制蛋白核小球藻的生长但与其他受试藻相比不为抗生素药品的敏感藻。

2.2用微藻处理环境污染物的现状

高效藻种的筛选和培养是藻菌共生系统处理污水的基础.在用于污水处理的各种藻类中,最为常用的是小球藻,它是一类普生性单细胞绿藻,属于卵囊藻科中的小球藻属.常见的小球藻有蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)、椭圆小球藻(Chlorellaellip-soidea)和普通小球藻(Chlorellavulgaris)。[8]其中蛋白核小球藻蛋白质含量高、增长速度快,是最适合于处理城市生活污水的藻类之一。[9]蒋培森等(1999)选用蛋白核小球藻处理啤酒厂废水污泥。将废水污泥的抽提液以不同比例与培养基混合，以不加抽提液的培养基为对照，然后分别接种等量的蛋白核小球藻。在25℃，10h光照／d(5000Lux)和每天摇动两次的条件下培养，10d后发现在废水污泥抽提液与培养基之比为80：20时，无论是藻生物量还是粗蛋白含量都在几组处理中是最高的，与对照相近。孙红文等(1999)利用普通小球藻、蛋白核小球藻和斜生栅藻处理偶氮染料废水。实验中，在这3种藻培养液中分别加入lO种不同结构的单偶氮染料，在温度为25℃l℃，12h光照(光照强度450Lux)，12h黑暗，以及光照时每3h振荡充气一次的条件下培养。结果表明，蛋白核小球藻生长最好，脱色率最高；在lO种单偶氮染料中对酸性红B的脱色率最高可达89.8。[10]

2.3微藻反应器的研究现状