剩余污泥及其微生物燃料電池處理后抗生素抗性基因水平分析.pdf

1、隨著人類(lèi)醫(yī)療水平的增加，抗生素的種類(lèi)也隨之增加。然而，抗生素的大量使用導(dǎo)致細(xì)菌耐藥性的增加，從而導(dǎo)致抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes，ARGs)的種類(lèi)和含量大量增加。ARGs由于其穩(wěn)定性強(qiáng)、不易分解，可以在不同區(qū)域之間遷移和在不同物種之間交換、傳播，已成為新型污染物，引起全球范圍內(nèi)廣泛關(guān)注。我國(guó)是抗生素生產(chǎn)和使用大國(guó)，環(huán)境中抗生素及抗生素抗性基因污染可能會(huì)更為嚴(yán)重。堿處理剩余污泥是污泥預(yù)處理方式中較

2、為常用而有效的處理方式，堿處理對(duì)污泥的處理效果較好。微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)由于其在處理廢料的同時(shí)產(chǎn)生電能，成為實(shí)現(xiàn)資源化利用、緩解當(dāng)前能源危機(jī)和解決環(huán)境問(wèn)題的有效途徑之一。
　　 本研究以大連和哈爾濱污水處理廠中剩余污泥為研究對(duì)象，利用SYBR Green(Ⅰ)實(shí)時(shí)定量PCR方法對(duì)ARGs進(jìn)行定量分析，以ARGs的拷貝數(shù)與16S rRNA的比值代表ARGs占樣品DNA中的豐度。考察污水處

3、理廠剩余污泥及其經(jīng)過(guò)堿處理和MFC處理后ARGs的豐度變化。本文主要研究結(jié)果如下:
　　 1.在不同污水處理廠污泥中，除blaTEM在中藥廠、養(yǎng)雞場(chǎng)和養(yǎng)豬場(chǎng)未檢出外，其余各ARGs均有較高的檢出率，養(yǎng)雞場(chǎng)中各抗性基因含量最高，其次為5個(gè)生活污水處理廠，而制藥污水處理廠和中藥污水處理廠含量較少。四種四環(huán)素類(lèi)抗生素中tet(M)含量最高，tet(W)含量最低;在兩種β-內(nèi)酰胺類(lèi)ARGs中blaOXA-1的豐度范圍在10-4到10-2

4、之間遠(yuǎn)高于blaTEM;對(duì)于兩種磺胺類(lèi)ARGs來(lái)說(shuō)sul(Ⅰ)和sul(Ⅱ)的豐度相差不大。三種ARGs的含量比較為磺胺類(lèi)ARGs＞β-內(nèi)酰胺類(lèi)ARGs＞四環(huán)素類(lèi)ARGs。
　　 2.對(duì)比未經(jīng)堿處理和堿處理后污泥三種種類(lèi)型的ARGs來(lái)說(shuō)，ARGs的豐度變化不同。未經(jīng)堿處理污泥中tet(M)和tet(O)的含量隨著時(shí)間的增加而增加，tet(Q)和tet(W)的含量在第5天時(shí)最高，之后隨著時(shí)間的增加而降低，而堿處理后tet(M)、t

5、et(O)和tet(W)的含量在第5天時(shí)最高，之后隨著時(shí)間的增加和降低，而tet(Q)的含量從第1天開(kāi)始隨著時(shí)間的增加而增加，到第10天時(shí)達(dá)到最高，之后含量有所降低。blaOXA-1的含量在未經(jīng)堿處理與堿處理污泥中的趨勢(shì)相同，且隨著時(shí)間的增加而增加，堿處理污泥中blaOXA-1的含量高于未處理污泥。blaTEM的含量在未處理污泥中隨時(shí)間的增加而增加，而在堿處理污泥中隨著時(shí)間的增加而減少。sul(Ⅰ)和sul(Ⅱ)的含量在未經(jīng)堿處理和堿處

6、理污泥中無(wú)明顯變化。堿處理后對(duì)污泥的污染物成分有一定去除效果，同時(shí)對(duì)部分ARGs的豐度具有一定影響，但影響較小。
　　 3.運(yùn)行MFC后，未經(jīng)堿處理污泥的ARGs含量與接種前污泥相比沒(méi)有明顯變化，堿處理污泥ARGs含量有少量的增加，碳刷上ARGs的含量均有顯著的增加。三種類(lèi)型ARGs的相對(duì)比值未發(fā)生改變，仍是磺胺類(lèi)ARGs大于β-內(nèi)酰胺類(lèi)ARGs大于四環(huán)素類(lèi)ARGs。由此可知，利用MFC可以一定程度的抑制剩余污泥中抗生素抗性基因