抗生素生產(chǎn)廢水與城鎮(zhèn)污水的處理系統(tǒng)中抗藥基因的分布及控制.pdf

1、抗生素抗藥基因(抗藥基因或ARGs)作為一種新型污染物，能通過水平轉(zhuǎn)移進(jìn)入人類致病菌內(nèi)，嚴(yán)重威脅人類健康。已有研究表明，抗生素生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)和城鎮(zhèn)污水處理廠是環(huán)境中抗藥基因的重要污染源及儲(chǔ)存庫(kù)。我國(guó)作為抗生素生產(chǎn)大國(guó)之一，所排放的抗藥基因已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外政府的高度重視。截至目前，我國(guó)關(guān)于這兩種廢水處理系統(tǒng)全流程中抗藥基因分布情況的報(bào)道還較少。
　　本論文采用PCR和定量PCR的方法，系統(tǒng)考察了河北省石家莊市某抗生素生產(chǎn)廢水處理系

2、統(tǒng)和某城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)全流程中抗藥基因(tet基因、sul基因、bla基因)的種類及豐度，并從水平轉(zhuǎn)移角度(intI1轉(zhuǎn)移因子)簡(jiǎn)要分析了抗藥基因的分布;在此基礎(chǔ)上，初步探討了臭氧和熱水解作為污泥厭氧消化預(yù)處理工藝，對(duì)污泥中抗藥基因控制效果的差異。主要取得以下成果:
　　(1)在抗生素生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)中，出水和脫水污泥排放的ARGs(0～1.3×1017copies/d和2.6×1014～5.6×1016 copies/d)總量比

3、進(jìn)水中的量升高了120.10％～96607.07％(blaTEM除外);且出水排放的tet基因總量、sul基因總量和blaTEM分別占總排放量的67％、82％和80％，高于脫水污泥的排放量。從相對(duì)豐度來看，與進(jìn)水相比，出水中大多數(shù)ARGs豐度升高（僅blaTEM除外），且出水與脫水污泥間ARGs豐度無顯著性差異(P＞0.05)，sul、tet基因總豐度可達(dá)10-1數(shù)量級(jí)。此外，該系統(tǒng)中intI1的豐度(8.24×10-3±2.19×10

4、-4～1.44×100±1.24×10-2)比相應(yīng)樣品中大多數(shù)ARGs的豐度高，且除blaTEM外，其余6種ARGs均與intI1存在顯著相關(guān)性(P＜0.03)。
　　(2)在城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中，出水和脫水污泥排放的ARGs(0～5.34×1015 copies/d和0～4.31×1018 copies/d)總量比進(jìn)水中的量減少了69.69％～98.08％，其中脫水污泥的排放量占總排放量的99％以上。從相對(duì)豐度角度來看，多種ARG

5、s在出水中的豐度比進(jìn)水中豐度下降了0.3～1.74個(gè)數(shù)量級(jí)，主要是一級(jí)及三級(jí)處理工藝的貢獻(xiàn)。此外，intI1的豐度(3.33×10-2±1.76×10-3～6.01×10-1±2.83×10-2)高于相應(yīng)樣品中抗藥基因豐度最高的sul1和tetA豐度，且除blaTEM和tetW外，其余抗藥基因均與intI1存在顯著相關(guān)性(P＜0.05)。
　　(3)臭氧、熱水解預(yù)單獨(dú)處理后，制藥污泥中ARGs分別下降了～0.5、1.6～4.7個(gè)數(shù)

6、量級(jí)，城鎮(zhèn)污泥中ARGs則分別下降了0.2～0.7、1～3個(gè)數(shù)量級(jí)。與原泥直接厭氧消化相比，制藥污泥熱水解厭氧消化后豐度下降了0.4～2.6個(gè)數(shù)量級(jí)(blaNDM-1無明顯變化)，臭氧厭氧消化后部分抗藥基因豐度則升高;城鎮(zhèn)污泥中tetA、tetG、tetW、tetX豐度在熱水解/臭氧厭氧消化后均反彈，其余抗藥基因豐度則下降不超1個(gè)數(shù)量級(jí)。而從相對(duì)豐度來看，制藥污泥中大部分抗藥基因(blaNDM-1、sul2除外)在熱水解厭氧消化后的豐度