活性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响

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1、学校代码:10255学号:2131364DONGHUAUNIVERSITY硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION活性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响Effectoftetracyclineantibioticonthecorrespondingresistanceofdegradingbacteriaandcommunitystructureinanactivatedsludgesystem学科专业:环境工程作者姓名：黄圣琳指导老师：薛罡高品答辩日期：2015年5月27日活

2、性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响东华大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注叶建锋高级工程师答辩委员会主席上海市环境科学研究院李攀副教授答辩委员会委员同济大学刘亚男教授答辩委员会委员东华大学刘振鸿教授答辩委员会委员东华大学李贤英副教授答辩委员会委员东华大学陈红讲师答辩委员会秘书东华大学I活性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作

3、所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日II活性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响活性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响摘要近年来，随着四环素类抗生素使用量的不断增大，不仅增大了四环素类抗生素的环境残留，还诱导了四环素类抗生素抗性基因（TET-ARGs）的产生、传播以及抗性菌产生的风险，使得

4、TET-ARGs成为当今人类健康面临的重大威胁之一。污水处理系统作为环境中四环素类抗生素及其抗性基因的一个重要污染点源，已引起广泛关注。研究城市生活污水处理厂中的四环素类抗生素去除和残留情况，以及TET-ARGs和抗性菌污染的情况，弄清其产生、迁移、演变的规律对于从污水处理系统入手集中预防和治理该类污染具有重要的意义。本研究以生活污水处理厂中常见的厌氧-好氧（A/O）工艺为例，主要研究污水处理工程中四环素类抗生素的降解去除行为及影响因素，及其对四环素对活性污泥中微生物抗性基因和抗药菌的诱导和演变影响。以期为从

5、污水处理系统着手有针对性的达到控制和去除四环素类抗生素及其抗性基因污染提供方向和依据。I活性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响本文的主要研究结论如下：（1）微量TC的加入对A/O系统的运行效能具有一定的作用影响，当进水TC浓度为500µg/L时，常规污染物去除率显著降低。A/O系统对TC的总体去除效果较为平稳，总去除率在84.8%~94.7%之间。相比好氧段，TC对厌氧段运行效果的影响较为显著，表明TC对厌氧微生物具有明显的抑制作用。TC经A/O系统活性污泥生物降解主要有两种降解产物均为T

6、C的脱水产物，并无很大毒性。（2）采用qPCR对污泥样品中7种目标TET-ARGs（tetA、tetC、tetG、tetM、tetO、tetW、tetX）、16SrRNA以及integronI进行检测，所有目标TET-ARGs在厌氧段和好氧段中均有被检出。厌氧段活性污泥中TET-ARGs的浓度明显高于好氧段活性污泥中TET-4ARGs的浓度。厌氧段TET-ARGs浓度范围为9.56×10copies/g7（tetM）~1.03×10copies/g（tetC），TET-ARGs存在规律为：tetC＞tetA＞

7、tetO＞tetG＞tetW＞tetX＞tetM。好氧段TET-ARGs浓度范围26为8.11×10copies/g（tetW）~2.05×10copies/g（tetA），TET-ARGs存在规律为：tetC＞tetG＞tetA＞tetM＞tetO＞tetX＞tetW，核糖体保护机制的TET-ARGs（tetM、tetO和tetW）浓度均较低，表明其演变繁殖在好氧环境条件下受到抑制。II活性污泥系统中四环素对其降解微生物抗性及群落结构的作用影响（3）TC可诱导TET-ARGs产生和变化，本研究发现投加TC对

8、厌氧活性污泥和好氧活性污泥中的TET-ARGs造成了不同的影响。采用皮尔逊相关性分析TET-ARGs的相对表达量与TC之间的关系。在厌氧段中，tetC、tetG和tetM与TC呈现出显著的正相关性（0.964≤r≤0.991，P<0.05）；在好氧段中，仅tetG与TC呈现出显著的正相关性（r=0.961，P<0.05）。表明TC的存在对tetC、tetG和tetM的产生和演变具有一定的选择性压力。