【摘要】：針對污水廠二級出水中存在的非常規(guī)污染物─抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs),本研究將超濾(Ultrafiltration,UF)的過濾作用和生物粉末活性炭(Biological powdered activated carbon,BPAC)的生物降解及吸附作用聯(lián)用,采用生物粉末活性炭-超濾(BPAC-UF)組合工藝對污水廠二級出水進(jìn)行再生處理,研究膜出水中ARGs的分子量分布、主要存在形態(tài)以及污染物的去除效果,并探討組合工藝中BPAC對水中ARGs濃度變化和對抗性質(zhì)粒水平轉(zhuǎn)移的影響。研究結(jié)果表明,二級出水中ARGs分子量主要分布在大于100 KDa區(qū)間上;直接UF工藝膜出水中各ARGs分子量分布無明顯規(guī)律,差異性大;組合工藝膜出水中的各ARGs主要分布在大于30 KDa區(qū)間;通過探究二級出水中以及各處理工藝膜出水中ARGs存在形態(tài)發(fā)現(xiàn),水中ARGs主要以游離態(tài)形式存在,并且游離態(tài)ARGs較細(xì)胞態(tài)ARGs更難去除;考察BPAC-UF組合工藝對水中污染物的去除效果發(fā)現(xiàn):BPAC-UF組合工藝對水中ARGs有較好的去除效果,并且去除效果優(yōu)于直接UF工藝;組合工藝對水中DOC的去除率為36.5%,優(yōu)于直接UF工藝和BPAC吸附預(yù)處理;組合工藝可以有效去除二級出水中富里酸類與腐殖酸類有機(jī)物,降低水中溶解性有機(jī)物熒光強(qiáng)度。BPAC對水中ARGs濃度和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響研究結(jié)果表明,BPAC的微生物降解作用和吸附作用會(huì)去除一部分ARGs,但同時(shí)BPAC表面的微生物也會(huì)促進(jìn)ARGs的轉(zhuǎn)移擴(kuò)增;從微生物群落結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)BPAC會(huì)提高水中微生物豐度和種群多樣性,在水中的變形桿菌、浮霉菌、芽單胞菌、厚壁菌、假單胞菌、噬氫菌、假黃單胞菌等多種優(yōu)勢菌種中,大多數(shù)為革蘭氏陰性菌,并且多數(shù)具備運(yùn)動(dòng)器官鞭毛,有利于ARGs發(fā)生接合轉(zhuǎn)移。通過構(gòu)建熒光抗性質(zhì)粒pHS-AVC-LW1144,采用激光共聚焦熒光顯微鏡觀察質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移過程,發(fā)現(xiàn)該質(zhì)粒可以通過供受體菌表面接觸而在同種屬或跨種屬細(xì)菌間進(jìn)行接合轉(zhuǎn)移;投加BPAC可提高抗性質(zhì)粒接合子濃度,促進(jìn)抗性質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移,并且BPAC最佳投加量為20 mg/L;在BPAC表面微生物的作用下,在0~24 h時(shí)間段,質(zhì)粒接合子濃度隨時(shí)間而遞增,在24 h~48 h時(shí)間段,質(zhì)粒接合子濃度呈遞減趨勢;低溫(4℃)條件下接合子濃度較常溫(25℃)、高溫(50℃)條件的濃度更高;堿性(pH=9)條件下的接合子濃度較酸性(pH=5)和中性(pH=7)條件的濃度更高。
【圖文】：

第 1 章 緒論造成抗性基因污染現(xiàn)狀日益嚴(yán)重現(xiàn)狀。環(huán)境中的抗性基因的來源與轉(zhuǎn)移擴(kuò)散途徑如圖 1-1 所示。居民生活污水、醫(yī)療廢藥廢水以及養(yǎng)殖廠廢水中的抗生素抗性基因通過市政排水管網(wǎng)匯集到污水處理廠過一些物理或生化工藝處理后，以二級再生水和活性污泥形式排放到自然水環(huán)境中；二級再生水回補(bǔ)地表水或地下水，污泥肥化土地等到導(dǎo)致抗生素抗性基因又然環(huán)境。環(huán)境中的部分抗性基因具有可自我復(fù)制，自行轉(zhuǎn)移擴(kuò)散，且在自然水環(huán)以長時(shí)間的滯留等特性，最后經(jīng)過食物鏈的營養(yǎng)傳遞，再次進(jìn)入人體內(nèi)，對食物安類健康構(gòu)成很大的威脅。

第 1 章 緒論濃度及水中微生物群落結(jié)構(gòu)變化的影響情況；并探究在不同溫度和 pH 條件下對抗性基因擴(kuò)散轉(zhuǎn)移和微生物群落豐度及多樣性的影響。（3）構(gòu)建熒光質(zhì)粒 pHS-AVC-LW1144，，改造供體菌以及受體菌，從質(zhì)粒的接合轉(zhuǎn)移角度探究 BPAC 投加量、接合時(shí)間、溫度、pH 因素對抗性質(zhì)粒在同種屬細(xì)菌間水平轉(zhuǎn)移的影響及轉(zhuǎn)移規(guī)律。1.4.3 技術(shù)路線本研究將從 UF/BPAC-UF 組合工藝對二級出水中抗性基因和污染物的去除以及抗性基因的水平轉(zhuǎn)移機(jī)理展開研究，具體的技術(shù)路線如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703

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