城市污水系統(tǒng)中典型抗生素、抗性基因和抗性細菌的豐度與關聯(lián)性研究.pdf

1、近年來，抗生素以及與之相關的抗性基因和抗性細菌的污染被認為是對人類健康的一種新的威脅。本課題研究了在城市污水收集和處理系統(tǒng)中（醫(yī)院、生活區(qū)、污水處理廠）中8種抗生素（3種四環(huán)素、4種磺胺類藥物和甲氧芐胺嘧啶）、13種抗性基因（10種四環(huán)素類、2種磺胺類和一類整合子）及4類細菌（總可培養(yǎng)細菌、抗四環(huán)素、抗磺胺甲惡唑和雙抗性細菌）的豐度、歸趨和三者之間的關聯(lián)性;并研究了兩座不同工藝污水處理廠中去除規(guī)律;對污水處理廠出水對下游水體的影響進行分

2、析。
　　研究發(fā)現(xiàn)，三類目標物在總體和單一樣品中的豐度相差很大。醫(yī)院樣品中的三類目標物總濃度（豐度）水平平均都要低于生活區(qū)。除了總四環(huán)素類抗生素和抗四環(huán)素細菌之間存在一定關聯(lián)性外(R2=0.330，P＜0.05)，單種抗生素和抗生素抗性細菌之間并無顯著相關(P＞0.05)。而抗生素和抗性基因之間存在一定關聯(lián)(P＜0.05)，例如四環(huán)素與tet(M)(R2=0.432)，磺胺甲惡唑與sul1(R2=0.388)，特別是磺胺甲基嘧啶與

3、tet(B)和tet(C)(R2=0.710，R2=0.835，P＜0.01)，說明除對應的誘導外，可能存在共選擇或者交叉選擇以產(chǎn)生抗性。磺胺類藥物中添加甲氧芐胺嘧啶對于磺胺類抗性的變化影響不大。此外，抗性基因與抗性細菌的關聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)tet(A)，tet(B)和tet(M)同時與四環(huán)素抗性細菌、雙抗性細菌有關聯(lián)(P＜0.05)。
　　兩個不同工藝的污水處理廠中不同工段對三類目標物表現(xiàn)出不同的去除效果。在WWTP-Q中，生物池(A

4、2O)是去除抗生素的主要階段（約50％），抗生素抗性基因在該階段（約50％）和二沉池(0.2～1.2log)中都有明顯的去除，抗性細菌在整個處理流程中豐度逐漸減少，但是在生物池(A2O)中去除卻較少。在WWTP-L中，厭氧池可以去除約30％～60％的抗生素，同時減少抗性細菌的豐度（1log左右），但是除了個別抗性基因外，總體抗生素抗性基因的去除效果不佳，而在好氧池中可被去除一半以上。紫外照射對污水處理廠中目標物的去除效果較低。在剩余污泥

5、樣品中檢測到了高濃度（豐度）的抗生素、抗性基因和抗性細菌（mg/kg、1011copies/g、108CFU/mL級別），應該引起重視。
　　出水中的抗生素對下游水體的影響并不相同，其中磺胺甲惡唑和磺胺二甲基嘧啶的排入增加了下游水體中二者的濃度。出水的排入，使得下游采樣點中的總抗性基因的豐度較上游對照點增加了0.1log，其中tet(C)、tet(A)等抗性基因和intI1的變化趨勢較為明顯。出水的進入增加了雙抗性細菌(anti-