论文部分内容阅读
抗生素抗药基因(抗药基因或ARGs)作为一种新型污染物,能通过水平转移进入人类致病菌内,严重威胁人类健康。已有研究表明,抗生素生产废水处理系统和城镇污水处理厂是环境中抗药基因的重要污染源及储存库。我国作为抗生素生产大国之一,所排放的抗药基因已经引起了国内外政府的高度重视。截至目前,我国关于这两种废水处理系统全流程中抗药基因分布情况的报道还较少。本论文采用PCR和定量PCR的方法,系统考察了河北省石家庄市某抗生素生产废水处理系统和某城镇污水处理系统全流程中抗药基因(tet 基因、sul 基因、bla基因)的种类及丰度,并从水平转移角度(intI1 转移因子)简要分析了抗药基因的分布;在此基础上,初步探讨了臭氧和热水解作为污泥厌氧消化预处理工艺,对污泥中抗药基因控制效果的差异。主要取得以下成果:(1)在抗生素生产废水处理系统中,出水和脱水污泥排放的ARGs(0～1.3×1017 copies/d 和 2.6×1014～5.6×1016 copies/d)总量比进水中的量升高了 120.10%～96607.07%(blaTEM除外);且出水排放的tet基因总量、sul基因总量和blaTEM分别占总排放量的67%、82%和80%,高于脱水污泥的排放量。从相对丰度来看,与进水相比,出水中大多数ARGs丰度升高(仅blaTEM除外),且出水与脱水污泥间ARGs丰度无显著性差异(P>0.05),sul、tet基因总丰度可达10-1数量级。此外,该系统中intI1的丰度(8.24×10-3±2.19×10-4～1.44×100±1.24×10-2)比相应样品中大多数ARGs的丰度高,且除blaTEM外,其余6种ARGs均与intI1存在显著相关性(P<0.03)。(2)在城镇污水处理系统中,出水和脱水污泥排放的ARGs(0～5.34×1015copies/d和0～4.31×1018copies/d)总量比进水中的量减少了 69.69%～98.08%,其中脱水污泥的排放量占总排放量的99%以上。从相对丰度角度来看,多种ARGs在出水中的丰度比进水中丰度下降了 0.3～1.74个数量级,主要是一级及三级处理工艺的贡献。此外,intI1的丰度(3.33×10-2±1.76×10-3～6.01×10-1±2.83×10-2)高于相应样品中抗药基因丰度最高的sul1和tetA丰度,且除blaTEM和tetW外,其余抗药基因均与iniI1存在显著相关性(P<0.05)。(3)臭氧、热水解预单独处理后,制药污泥中ARGs分别下降了～0.5、1.6～4.7个数量级,城镇污泥中ARGs则分别下降了 0.2～0.7、1～3个数量级。与原泥直接厌氧消化相比,制药污泥热水解厌氧消化后丰度下降了 0.4～2.6个数量级(blaNDM-1无明显变化),臭氧厌氧消化后部分抗药基因丰度则升高;城镇污泥中tetA、tetG、tetW、tetX丰度在热水解/臭氧厌氧消化后均反弹,其余抗药基因丰度则下降不超1个数量级。而从相对丰度来看,制药污泥中大部分抗药基因(blaNDM-1、sul2除外)在热水解厌氧消化后的丰度比臭氧氧化厌氧消化后的丰度低0.2～1.8个数量级;而城镇污泥中部分抗药基因在臭氧/热水解厌氧消化处理后丰度比原泥直接厌氧消化丰度高。