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四环素是常用抗生素之一,在水环境中残留的四环素会使四环素耐药细菌和四环素耐药基因增殖,给人体健康及疾病治疗造成极大的威胁。胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,简称EPS)是围绕在活性污泥细胞周围的复杂的高分子聚合物,四环素进入细胞之前必须通过胞外聚合物,然而四环素和胞外聚合物如何进行相互作用以及四环素对活性污泥四环素耐药菌及耐药基因的产生及影响尚不清楚。论文以实验室四个运行条件相同的SBR反应器中培养的好氧活性污泥为研究对象,采用加热提取法提取活性污泥胞外聚合物,并测定了EPS的主要组分多糖、蛋白质和DNA的含量；然后研究了在不同四环素浓度作用及不同浓度的几种金属离子(Ca、Mg、Cu、Cd和Cr)与四环素共存状态下,EPS、四环素耐药菌(Tetracycline Resistant Bacteria, TIRB)与四环素耐药基因(Tetracylcine Resistant Genes, TRGs)的含量变化,并用SPSS对三者之间的关系进行了相关性分析。结果表明：随着4个反应器中四环素浓度的增加,EPS总量逐渐增加；随着运行时间的延长,EPS总量呈现先增加后减少的趋势。TRB的菌落数迅速上升,特别是与四环素接触时间为20-25d时,TRB的菌落数明显增加。泥相中TRB菌落数比水相中TRB菌落数增加明显。用荧光定量PCR测定了3类基因的含量,发现外排泵基因>核糖体保护基因>四环素降解酶基因。4个SBR反应器中泥相中TRGs数量显著增加。EPS与TC, TRB的相关程度较高,相关系数分别为R2=0.795(p<0.05),0.995(p<0.01),但EPS与TRGs的相关程度较低(R2=0.223,p>0.05)。在几种金属离子与四环素共存情况下,EPS含量随着四环素与金属离子浓度的增加而减少,Ca2+,Mg2+与四环素共存比Cd2+, Cu2+, Cr6+与四环素共存对EPS的影响大。四环素与Ca2+,Mg2+离子共存条件下,总四环素耐药菌菌落数随着四环素与Ca2+,Mg2+离子浓度的增加而减少；四环素与Cd2+,Cu2+,Cr6+离子共存条件下,总四环素耐药菌菌落数随着四环素与Cd2+,Cu2+Cr6+离子浓度的增加先增加后减少。四环素与几种金属离子共存情况下,四环素耐药基因的含量变化随着其浓度的增加呈现,先小幅度减小后大幅度增加的趋势。在四环素几种金属离子共存情况下,EPS与四环素和金属离子呈高度负相关(R2=-0.800(p<0.05); R2=-0.799(p<0.05)),与TRGs呈负相关,相关系数分别为(R2=-0.604(p<0.05); R2=-0.629(p<0.05))但EPS与TRB呈高度正相关(R2=0.763(p<0.05); R2=0.808(p<0.05))。在此基础上进一步用CLSM和FTIR从结构上分析了EPS与四环素相互作用的特性。通过观察活性污泥胞外聚合物的CLSM图,可以看出EPS及其主要组分蛋白质,β-多糖的空间分布情况；随着四个反应器中四环素浓度的增加,EPS及其组分蛋白质,β-多糖的变化情况与用化学方法测定的EPS及组分含量变化趋势相同。通过傅里叶红外光谱可以得到EPS主要组分的大致含量,其测定结果可以与化学方法及CLSM图相对应；从红外光谱图EPS与四环素相互作用前后峰的位移情况可以看出EPS与四环素作用的主要功能基团是：-OH、C-O-C、C=O及C-N。论文最后研究了不同浓度四环素对SBR活性污泥中微生物群落及活性污泥耐药性的影响,微量四环素能引起SBR反应器内微生物强烈的演替,随着四环素浓度的增加和反应器运行时间的延长,不能适应四环素作用的细菌逐渐被适应四环素作用的细菌所取代。四环素的存在影响了活性污泥中微生物群落稳定性。多样性指数Shannon’s指数(H)和Simpson’s指数(D)随着四环素浓度的增加先增加后减少。