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、隨著人類醫(yī)療水平的增加，抗生素的種類也隨之增加。然而，抗生素的大量使用導致細菌耐藥性的增加，從而導致抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes，ARGs)的種類和含量大量增加。ARGs由于其穩(wěn)定性強、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。我國是抗生素生產(chǎn)和使用大國，環(huán)境中抗生素及抗生素抗性基因污染可能會更為嚴重。堿處理剩余污泥是污泥預處理方式中較

2、為常用而有效的處理方式，堿處理對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產(chǎn)生電能，成為實現(xiàn)資源化利用、緩解當前能源危機和解決環(huán)境問題的有效途徑之一。
　　 本研究以大連和哈爾濱污水處理廠中剩余污泥為研究對象，利用SYBR Green(Ⅰ)實時定量PCR方法對ARGs進行定量分析，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)雞場和養(yǎng)豬場未檢出外，其余各ARGs均有較高的檢出率，養(yǎng)雞場中各抗性基因含量最高，其次為5個生活污水處理廠，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ARGs中blaOXA-1的豐度范圍在10-4到10-2

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

5、et(O)和tet(W)的含量在第5天時最高，之后隨著時間的增加和降低，而tet(Q)的含量從第1天開始隨著時間的增加而增加，到第10天時達到最高，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相同，且隨著時間的增加而增加，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間的增加而增加，而在堿處理污泥中隨著時間的增加而減少。sul(Ⅰ)和sul(Ⅱ)的含量在未經(jīng)堿處理和堿處

6、理污泥中無明顯變化。堿處理后對污泥的污染物成分有一定去除效果，同時對部分ARGs的豐度具有一定影響，但影響較小。
　　 3.運行MFC后，未經(jīng)堿處理污泥的ARGs含量與接種前污泥相比沒有明顯變化，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。三種類型ARGs的相對比值未發(fā)生改變，仍是磺胺類ARGs大于β-內(nèi)酰胺類ARGs大于四環(huán)素類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