基于目前日益显现的抗生素在环境领域出现的问题及潜在的风险，本论文经过筛选，选取了目前使用量较大的四环素类抗生素为研究对象，对其可能的环境风险作了一些关注与研究。四环素类抗生素由于其价格低廉，抗菌谱广，占了我国抗生素产量中相当大的比重，并广泛使用于畜牧养殖业中。作为一种常用的抗生素，但对四环素在环境中的行为及生物毒性以及对生态功能的影响知之甚少，并缺乏相关评价体系。本文针对目前刚处于起步阶段的四环素类抗生素的研究，围绕消除抗生素环境污染压力为目标，采用模拟试验和微观机理研究探索相结合，了解抗生素类药物在环境中的迁移和归趋，开展环境行为、毒性及机理研究以及生态健康安全评价及预警方面的综合研究，主要结论如下：　　 (1)四环素在乌栅土中的吸附可以用Freundlich方程很好地拟合，在四环素吸附量较低时，则也可用线性方程拟合。四环素在乌栅土中的分配系数Kd值为419.38 L/kg，Koc值为19782.07 L/kg，Kd值和Koc值较高，表明四环素在乌栅土中的吸附能力较强，迁移能力也较弱。土壤溶液pH条件能显著影响四环素在乌栅土中的吸附，pH值越低，土壤对四环素吸附的容量越大，吸附量随着平衡液中四环素的增加而持续增高。高pH条件则可明显地抑制四环素的吸附，Kd值随着pH的升高而逐渐降低并趋于饱和，等温线呈现Langmiur型。pH条件的不同影响了溶液中的TC+离子的含量分数，通过将Kd值与TC+离子的含量分数的关系拟合发现，TC+离子的存在显著地促进了Kd值的升高，并具有良好的相关关系。土壤溶液中Ca2+和Mg2+的存在也能有效地抑制四环素在土壤中的吸附，且Mg2+的抑制能力要高于Ca2+。增加的离子强度和DOM也可以明显降低四环素在土壤中的吸附，加入的DOM可减少土壤中的吸附位点，或与四环素通过氢键、π-π键形成配合物，以及分配及疏水吸附等作用降低四环素在土壤上的吸附。　　 四环素的解吸过程也可通过Freundlich方程拟合，Kf为1709.95mg1-n·Ln·kg-1，由于四环素在乌栅土中的吸附能力较强，解吸方程的分配系数Kd值显著高于吸附方程的Kd值，而使解吸过程存在滞后性，采用滞后性指数分析表明，四环素的解吸的滞后性指数高达2.58，解吸滞后性明显。pH，DOM含量，离子强度等因素也可明显对四环素的解吸产生影响，提高pH值，DOM含量以及离子强度均可显著促进四环素的解吸。四环素的淋溶试验表明，四环素的淋溶能力较弱，这可能与其在土壤中具有较高的Kd值有关，向下淋溶只有在土壤存在龟裂等条件下才可向下淋溶10 cm左右，但由于在土壤龟裂缝隙中的四环素降解较慢，也可能使土壤缝隙成为细菌抗药基因抚育的温床，需要引起注意。　　 通过一级动力学方程对土壤中四环素的降解进行拟合，得到本实验条件下四环素的降解半衰期，并采用PCR-DGGE对几种土壤中微生物群落结构的分析，通过对半衰期与群落结构Shannon指数和土壤有机质的拟合发现，土壤有机质能影响到四环素的降解，有机质含量越高，四环素降解半衰期越短，而土壤中的群落结构对四环素的降解的影响较小。　　 (2)通过室内试验模拟了四环素在环境中的降解。结果发现在低pH条件下，离子态TC+的增加能够增加四环素的稳定性，减弱四环素的光解作用，而高pH条件下，溶液中离子TC-比中性和阳离子形式具有更高的活性。硝酸盐和低浓度的HA能显著的促进四环素的光解；相反，高浓度的HA对四环素降解的促进则有所减弱。质谱结果显示光解主要产物的结构与母体四环素较为相似，降解过程主要是脱甲基，氨基和羟基的过程，形成的产物也具有较高的分子量。发光细菌毒理实验的结果则表明四环素降解的混合物会导致毒性增强，并可能对水环境中的微生物造成更高的毒害，以及由此引起的对生态系统功能的影响。土霉素在水体中的光解规律与四环素也较为相似，降解后的溶液也显示了毒性增强的趋势，但与四环素相比，土霉素的化学稳定性较低，同种条件下的降解半衰期低于四环素。　　 (3)本部分探讨了环境中四环素对沉水植物苦草、发光细菌急性毒性、微生物活性以及微生物群落结构多样性的影响。采用发光细菌分析了四环素的急性毒性效应，得到的EC20和EC80的值分别为12.5和116.0 mg/L，EC50的值为38.1±15.1 mg/L。四环素加入土壤后能影响到土壤中微生物的活性能力，并在一定程度上抑制的土壤的呼吸，但这种抑制表现出了非持续性，表明土壤中微生物可逐步适应四环素的胁迫。进一步采用PCR-DGGE分析了四环素对土壤中遗传结构多样性的影响后发现，四环素的存在诱导了土壤中优势微生物种群的产生，这些种群可能来自于对四环素敏感程度较低的群落。同时四环素的污染胁迫还改变了四环素污染土壤中的实验条件下能反映的微生物群落组成，降低了其与未污染土壤的微生物群落结构的相似程度。进一步采用Shannon指数分析了四环素胁迫下的微生物群落的多样性指数，发现随着加入的四环素量的增加，土壤中微生物群落的Shannon指数呈现下降的趋势，在通过与微生物种的丰富度的结合分析，由于微生物种的丰富度与加入的四环素量没有明显的负相关关系，这也表明四环素胁迫下的微生物群落结构的多样性指数的下降主要来自于群落中优势种群的产生，而并非来自于土壤中微生物种的丰富度的变化。　　 研究对苦草的影响时发现，四环素暴露有效地降低了苦草中叶绿素的含量，抑制了苦草的生长，20 mg/L四环素暴露组生长率、叶绿素a、b分别只有对照处理的35％，31％和23％，水体中四环素达到4 mg/L水平时便可明显影响苦草的生理生长，并且四环素还可影响到苦草的葡萄糖和蛋白质的含量、SOD酶活性以及对矿物元素的吸收，从而在生理上更进一步影响到苦草的生长。透射电镜分析苦草细胞超微结构发现四环素暴露时，可导致苦草叶片细胞内的叶绿体和线粒体形态学损伤，对苦草细胞的结构和功能造成不利的影响，苦草叶片细胞中的线粒体和叶绿体出现质壁分离，叶绿体层间结构紊乱等症状，从而影响了苦草细胞的结构功能，导致了对苦草的毒性效应。而水体中广泛存在的DOM可有效地可降低四环素对苦草的生态毒性效应。研究表明，四环素对生态系统具有潜在的危害，控制养殖业中四环素的滥用对保持生态系统稳定具有积极意义。