利用SPE+ LC/MS和AFM等分析手段,通过序批式实验研究不同氧环境条件(厌氧、缺氧、好氧)痕量四环素类药品在活性污泥-污水界面的降解、吸附特性,建立相应的去除动力学模型;利用T-RFLP、real-time PCR等分子生物技术分析鉴定厌氧、缺氧和好氧状态污泥中微生物群落特征及耐药菌耐药基因的种类及归趋特征,阐明耐药菌在痕量四环素类抗生素与其它共存污染物存在下的转运机制及影响耐药菌生理生态特征的关键调控因素。在此基础上通过不同氧环境单元反应器的组合与优化,确定连续流活性污泥系统的运行参数,探索四环素类抗生素和耐药菌在该系统中的迁移转化途径及调控机理。本课题可揭示四环素类药品和耐药菌的相互作用机制以及其在活性污泥系统中的行为归趋,减少污水中四环素类药品及耐药菌进入环境的总量,同时也为城市污水厂出水安全排放评价体系的完善提供理论依据和技术参数。
tetracycline antibiotics;drug resistant bacteria;fate;interaction;oxygen condition
抗生素和耐药菌是污水处理厂中备受关注的新兴污染物。本项目的主要研究内容和结果如下(1)采用SPE/LC/MS分析了序批式SBR反应器中好氧、缺氧与厌氧不同状态活性污泥对典型四环素的降解和吸附情况,得到了不同活性污泥上四环素类抗生素的降解和吸附速率常数,探明了进水有机物浓度、泥龄、水力停留时间对典型四环素去除的影响,分析了不同抗生素浓度、不同氧环境以及不同重金属离子对耐药菌和耐药基因的影响。(2)研究了污泥中EPS的主要组成,考察了不同抗生素浓度下EPS的组成和含量的变化,探讨了抗生素和EPS的相互作用。分析了耐药菌及耐药基因在不同氧环境条件(厌氧/缺氧/好氧)中的分布、转化。(3)采用DGGE-PCR分析各反应池中细菌群落结构,发现在不同氧环境下,四环素的加入影响了各个反应池中的微生物群落结构。(4)利用连续流反应器得到了抗生素和耐药菌去除的较好工艺参数,分析了四环素类抗生素和耐药菌在该系统中的调控过程。项目可为城市污水厂出水安全排放提供技术参数。