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氟罗沙星(FLRX)作为在一种在临床应用广泛的氟喹诺酮类抗生素,在污水厂中常被检出,而FLRX会对污水处理中微生物的功能和生态稳定性造成冲击,使污水处理效果变差,还会促进水中细菌耐药性增强,由食物链进入人体,威胁人类健康。目前有关生物除磷过程中FLRX对微生物细胞物质与活性的影响研究较少,因此,该文通过在稳定运行的SBR反应器中投加不同浓度FLRX(0 ng/L、10 ng/L、100 ng/L、50μg/L、500μg/L、5 mg/L),利用背散射电镜、特征X射线、拉曼光谱、组合区间偏最小二乘法(siPLS)分析FLRX对微生物胞内聚合物中主要物质的作用机理;采用Zeta电位、三维荧光光谱分析FLRX对微生物EPS中主要物质的作用机制;通过酶活性与比呼吸速率的测定来表征微生物活性变化。主要结论如下:(1)当进水COD浓度为180 mg/L、正磷酸盐浓度为9 mg/L、pH为7.5、温度为25℃时,向6个SBR反应器中分别投加0 ng/L、10 ng/L、100 ng/L、50μg/L、500μg/L、5 mg/L的FLRX。研究表明:反应器运行稳定后,随着FLRX浓度升高,生物除磷效果逐渐下降。(2)对微生物胞内聚合物主要物质含量用化学方法进行测定。结果表明:FLRX浓度越高,胞内聚合物中PHB、多糖、poly-P的含量越低。对微生物EPS中主要物质含量用化学方法进行测定,结果表明:FLRX浓度越高,总EPS浓度越低,蛋白质及多糖含量越低。(3)利用背散射电镜、特征X射线、拉曼光谱、siPLS算法分析FLRX对微生物胞内聚合物的作用机理,研究表明:FLRX浓度越高,对聚磷颗粒造成的破坏越大,其中储存磷的含量越低,生物除磷功能越弱;拉曼光谱及其定量分析模型更进一步说明了随着FLRX浓度升高,胞内聚合物中主要物质的含量逐渐减少。(4)采用Zeta电位、三维荧光光谱分析FLRX对微生物EPS的作用机理,研究表明:FLRX浓度越高,EPS表面的负电性越高,活性污泥沉降性、絮凝性越差,从而减弱反应器中生物除磷能力;随着FLRX浓度的升高,高浓度FLRX作用下的EPS中酪氨酸峰和色氨酸逐渐减少,类腐殖酸峰和类富里酸逐渐增加,低浓度FLRX作用下变化不明显。(5)对微生物中CAT、SOD活性和比呼吸速率进行测定发现:FLRX浓度越高,微生物中CAT和SOD活性越低,SOUR值也越低,从而微生物活性也越差。该文通过生物除磷过程,对不同浓度FLRX作用下微生物中主要物质及活性进行研究,分析了FLRX对微生物的影响,对研究氟喹诺酮类抗生素对污水处理微生物的影响,具有一定的理论与参考价值。图[39]表[22]参[107]