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近年来,随着四环素类抗生素使用量的不断增大,不仅增大了四环素类抗生素的环境残留,还诱导了四环素类抗生素抗性基因(TET-ARGs)的产生、传播以及抗性菌产生的风险,使得TET-ARGs成为当今人类健康面临的重大威胁之一。污水处理系统作为环境中四环素类抗生素及其抗性基因的一个重要污染点源,已引起广泛关注。研究城市生活污水处理厂中的四环素类抗生素去除和残留情况,以及TET-ARGs和抗性菌污染的情况,弄清其产生、迁移、演变的规律对于从污水处理系统入手集中预防和治理该类污染具有重要的意义。本研究以生活污水处理厂中常见的厌氧-好氧(A/O)工艺为例,主要研究污水处理工程中四环素类抗生素的降解去除行为及影响因素,及其对四环素对活性污泥中微生物抗性基因和抗药菌的诱导和演变影响。以期为从污水处理系统着手有针对性的达到控制和去除四环素类抗生素及其抗性基因污染提供方向和依据。本文的主要研究结论如下:(1)微量TC的加入对A/O系统的运行效能具有一定的作用影响,当进水TC浓度为500μg/L时,常规污染物去除率显著降低。A/O系统对TC的总体去除效果较为平稳,总去除率在84.8%~94.7%之间。相比好氧段,TC对厌氧段运行效果的影响较为显著,表明TC对厌氧微生物具有明显的抑制作用。TC经A/O系统活性污泥生物降解主要有两种降解产物均为TC的脱水产物,并无很大毒性。(2)采用qPCR对污泥样品中7种目标TET-ARGs(tetA、tetC、tetG、tetM、tetO、tetW、tetX)、16S rRNA以及integron I进行检测,所有目标TET-ARGs在厌氧段和好氧段中均有被检出。厌氧段活性污泥中TET-ARGs的浓度明显高于好氧段活性污泥中TET-ARGs的浓度。厌氧段TET-ARGs浓度范围为9.56×104copies/g(tetM)~1.03×107copies/g(tetC),TET-ARGs存在规律为:tetC>tetA>tetO>tetG>tetW>tetX>tetM。好氧段TET-ARGs浓度范围为8.11×102copies/g(tetW)~2.05×106copies/g(tetA),TET-ARGs存在规律为:tetC>tetG>tetA>tetM>tetO>tetX>tetW,核糖体保护机制的TET-ARGs(tetM、tetO和tetW)浓度均较低,表明其演变繁殖在好氧环境条件下受到抑制。(3)TC可诱导TET-ARGs产生和变化,本研究发现投加TC对厌氧活性污泥和好氧活性污泥中的TET-ARGs造成了不同的影响。采用皮尔逊相关性分析TET-ARGs的相对表达量与TC之间的关系。在厌氧段中,tetC、tetG和tetM与TC呈现出显著的正相关性(0.964≤r≤0.991,P<0.05);在好氧段中,仅tetG与TC呈现出显著的正相关性(r=0.961,P<0.05)。表明TC的存在对tetC、tetG和tetM的产生和演变具有一定的选择性压力。A/O系统对tetA去除效果显著,且tetA对TC的压力作用比较不敏感,高浓度TC对tetA会产生压力影响。(4)整合子是细菌抗药性迅速产生和迁移的重要原因之一。本研究对A/O系统中厌氧段和好氧段TET-ARGs与I类整合子之间的相关性进行分析,在厌氧段中,tetC、tetG、tetM与I类整合子呈现显著正相关性(0.824≤r≤0.916,P<0.05);在好氧段中,仅tetA与I类整合子之间存在显著正相关性(r=0.587,P<0.05)。TET-ARGs之间也存在着一定的相互关联。但TET-ARGs相互之间关系较为复杂,在不同环境中表现的相关性不尽相同,同一抗性机制的TET-ARGs之间存在的相互关系更为显著。(5)高通量测序结果表明,A/O系统中厌氧段优势菌属为Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes,好氧段的优势菌属为Proteobacteria和Bacteroidetes。TC的投加对A/O系统微生物群落结构产生了一定影响。低浓度的TC对细菌微生物生长无抑制作用,反而对微生物菌群的多样性具有促进作用。高浓度的TC对厌氧和好氧微生物菌群均产生较为显著的抑制或杀灭作用,使得菌群的多样性呈现下降的趋势。但厌氧段和好氧段中微生物差异性较大,TC的污染胁迫改变了活性污泥中微生物群落的组成,降低了微生物群落结构的相似程度。好氧微生物群落结构变化较厌氧活性污泥中微生物的群落结构变化大,但好氧段中微生物群落抵抗和适应TC的能力比厌氧池中的微生物强,TC改变了好氧活性污泥中的微生物群落结构,诱导优势菌群产生或者降低了优势菌群对TC的敏感程度使其适应了TC污染环境。