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城市污水管网是城市市政系统的重要组成部分,其在收集、运输生活污水、工业废水过程中起着重要的作用。药物和个人护理品(Pharmaceutical and Personal Care Products,PPCPs)作为一种在水体中普遍存在的微量有机污染物,具有持久性、生物累积性和难降解性等特点,易对生态环境和人类健康带来潜在危害,因此PPCPs作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。目前国内外针对城市污水管网的研究较多集中在常规污染物的降解分析,而对于污水管网中PPCPs的迁变规律及生化降解研究较少。因此,本文通过建立两套长1200m的城市污水管网中试实验装置,研究了六种PPCPs类污染物在管网中的迁变规律,同时进一步对污水管网沿程管壁微生物多样性和群落结构变化进行了分析,探讨了管网中沿程微生物菌群对PPCPs污染物的生化降解特性。本研究利用固相萃取(SPE)—高效液相色谱(HPLC)联用技术,建立并优化了一种对六种PPCPs污染物(四环素、磺胺甲恶唑、对乙酰氨基酚、咖啡因、避蚊胺和三氯生)定量检测的方法,该方法对六种PPCPs检测回收率均可达90%以上,相对标准偏差小于5%,方法精确度高,可重复性较好。在检测方法建立的基础上,探究了六种PPCPs在城市污水管网中的转移转化规律。结果表明,随着管网沿程距离的增加污染物浓度逐渐降低,且这种现象在200~600m范围内尤其明显,其中抗生素类药物四环素、磺胺甲恶唑,精神类兴奋剂咖啡因和个人护理品类三氯生沿程降低效果较为显著,平均降低率分别为31.7%、32.7%、31.5%和29.8%,对乙酰氨基酚和避蚊胺降低率相对较低分别为19.7%和16.7%。微生物能够以PPCPs作为营养物质协助自身生长繁殖,PPCPs在管网沿程中的变化主要是由于管网沿程存在多种不同的微生物菌群,这些菌群对不同的PPCPs具有一定的降解和同化作用。因此本实验进一步运用16SrDNA高通量测序和分子生物信息学手段,对污水管网沿程管壁微生物多样性和群落结构变化进行了分析,并结合六种PPCPs在管网中的迁变规律,探究管网中沿程微生物菌群和PPCPs含量变化间的关系。结果表明,管网沿程主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),且随着沿程距离的增加,管网中发生了厚壁菌门逐渐替代变形菌门成为第一优势菌门的变化。沿程菌群中与六种PPCPs沿程降低关系密切的功能性菌群主要包括假单孢菌属(Pseudomonas)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas)和动胶菌属(Zoogloea),这其中以假单孢菌属、嗜麦芽窄食单胞菌和动胶菌属的降解作用及动胶菌属群集的吸附作用为主。上述菌群均主要出现在管网前端30~600m范围内,这与PPCPs污染物浓度在此范围内显著降低的规律相一致。综合污水管网中功能性微生物菌群的沿程分布和六种PPCPs污染物在管网中的迁变规律,揭示了污水管网中沿程功能性菌群对PPCPs污染物的生化降解特性。