解偶聯(lián)劑對污泥減量化過程中抗生素抗性基因的影響研究.pdf

1、近幾年來，抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance genes，ARGs)作為新型污染物成為了研究熱點(diǎn)，其在環(huán)境中的大量出現(xiàn)與快速傳播以及潛在的危害值得關(guān)注。污水處理廠是環(huán)境中抗生素抗性基因的重要來源，已有大量研究發(fā)現(xiàn)在污水處理廠的污泥中含有較高濃度的抗性基因。而污泥的處理處置是污水處理廠的難題。解偶聯(lián)技術(shù)用于污泥減量已有大量的研究，其污泥減量效果也已得到認(rèn)可，但解偶聯(lián)劑對污泥中污染物如抗性基因的影響還未見報(bào)道。本文選

2、用了三種解偶聯(lián)劑—3.3'，4'，5-四氯水楊酰苯胺(TCS)、對硝基苯酚(pNP)和2，4-二硝基苯酚(DNP)，分別添加于活性污泥中進(jìn)行污泥減量試驗(yàn)，測定污泥產(chǎn)率，并對減量后污泥中12種抗生素抗性基因(tetC、tetG、tetO、tetW、tetX、sulⅠ、sulⅡ、ermB、ermF、dfrA1、dfrA12、blaTEM)以及一類整合子整合酶基因intⅠ1和16S rRNA基因進(jìn)行了定量檢測。此外，利用耐藥質(zhì)粒RP4的接合轉(zhuǎn)

3、移特性，從基因水平轉(zhuǎn)移角度初步探究了解偶聯(lián)劑對抗生素抗性基因作用的機(jī)理。結(jié)果表明:
　　1)三種解偶聯(lián)劑(TCS、pNP、DNP)均對活性污泥有良好的減量效果，其中TCS在濃度為4 mg/L時(shí)達(dá)到最佳減量效果，污泥量減產(chǎn)94％; pNP在濃度為15 mg/L時(shí)達(dá)到最佳減量效果，污泥量減產(chǎn)79％; DNP在濃度為10 mg/L時(shí)達(dá)到最佳減量效果，污泥量減產(chǎn)65％。其次，三種解偶聯(lián)劑的添加對污泥的COD、總氮和總磷的去除效果均有一定的

4、影響。
　　2) TCS、pNP和DNP的減量作用促進(jìn)了污泥中抗生素抗性基因(ARGs)的增加。在一定濃度范圍內(nèi)，解偶聯(lián)劑對抗性基因的增殖有促進(jìn)作用，且在TCS、pNP和DNP濃度分別為4、15和10 mg/L時(shí)，ARGs的相對豐度達(dá)最大值，分別約為對照組的8.3、3.3和1.3倍，相比之下，TCS對抗性基因的促進(jìn)作用最強(qiáng)，DNP對抗性基因的豐度影響最小。但當(dāng)濃度繼續(xù)增加，由于解偶聯(lián)劑的生物毒性使得細(xì)菌生長受到強(qiáng)烈的抑制甚至死亡，

5、導(dǎo)致抗性基因的增殖擴(kuò)散受到抑制，ARGs的相對豐度隨之減小。
　　3)解偶聯(lián)劑作用下的污泥減量過程中，污泥中的五類抗生素抗性基因的相對豐度與可移動基因元件intⅠ1的相對豐度都呈顯著相關(guān)（p＜0.05），表明解偶聯(lián)劑作用下抗性基因相對豐度的改變與水平基因轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。
　　4)解偶聯(lián)劑TCS和pNP對耐藥質(zhì)粒RP4在大腸桿菌之間的接合轉(zhuǎn)移有促進(jìn)作用，且接合轉(zhuǎn)移頻率隨著接合時(shí)間的延長先增加后減小，在18h時(shí)達(dá)到最大值，隨后下降