發(fā)布時間：2021-11-25 07:31

　　海洋厭氧氨氧化菌（MAB）,因其具有的耐鹽特性和低溫耐性,在高鹽廢水的脫氮處理方面具有明顯優(yōu)勢,然而MAB對于多種抑制因子（重金屬離子及抗生素等）的敏感性導(dǎo)致了其在大規(guī)模工程應(yīng)用中受到限制。氨芐青霉素（AMP）是一種常見的廣譜β-內(nèi)酰胺類抗生素,具有生產(chǎn)成本低、抑菌效果好、生物毒性弱等優(yōu)點,在醫(yī)療衛(wèi)生、漁業(yè)、水產(chǎn)及海產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域被廣泛且大量的使用,然而關(guān)于氨芐青霉素對MAB脫氮性能的影響卻鮮有報道。本實驗采用序批式反應(yīng)器（sequencing batch reactor,SBR）首次研究了氨芐青霉素對MAB處理高鹽廢水的影響。實驗結(jié)果表明,在氨芐青霉素的脅迫下,反應(yīng)器中發(fā)生細胞裂解,混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）一度降低至1.677 g/L,而胞外聚合物（EPS）,如蛋白質(zhì)和多糖,其含量分別上升至325.50和111.81 mg/g VSS。最終,在高濃度氨芐青霉素（300mg/L）的長期抑制下,反應(yīng)器的脫氮性能明顯降低且無法自行恢復(fù),總氮去除負荷（NRR）和比厭氧氨氧化活性（SAA）分別降至0.17 kg N m^-3·d^-1和101... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

部分厭氧氨氧化菌的16SrRNA(485bp)基因系統(tǒng)發(fā)育樹[10]

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文19脫氮菌爭奪底物的困境。因此，在周期157～163期間，反應(yīng)器的脫氮性能逐漸恢復(fù)，NRR從0.36kgN·m-3·d-1上升至0.90kgN·m-3·d-1。然而在周期164以后，MAB的脫氮性能再次受到長期性的抑制，在25個周期內(nèi)NRR逐漸降低至本次實驗的最低值0.17kgN·m-3·d-1。根據(jù)先前的研究結(jié)果[46]，OTC是通過削弱MAB對亞硝態(tài)氮的耐性而抑制其活性，因此，氨芐青霉素對MAB脫氮性能的抑制同樣可能出于降低了MAB對某些抑制因子（如基質(zhì)氮或高鹽廢水的鹽度）的耐受性。雖然在周期190以后，反應(yīng)器的脫氮性能又出現(xiàn)了緩慢的恢復(fù)，但如此長時間的累積研究足以證明，高濃度氨芐青霉素（300mg/L）的長期投加會相當(dāng)劇烈的抑制MAB的活性與對高鹽廢水的脫氮性能，并且這一抑制難以憑借MAB自身的耐藥性來快速恢復(fù)。在該時期內(nèi)，氨芐青霉素的投加量穩(wěn)定，對反應(yīng)器的抑制較為明顯，持續(xù)時間長，有利于觀察氨芐青霉素對反應(yīng)器的深層次影響（如反應(yīng)器內(nèi)的微生物群落演替，以及ARGs分布的變化），是氨芐青霉素抑制機制及MAB耐藥性相關(guān)研究的重點關(guān)注時期。3.2其他反應(yīng)器性狀3.2.1污泥性狀及其沉降性能圖3.2實驗過程中污泥性狀的變化情況：（a）周期10時的污泥照片；（b）周期108時的污泥照片；（c）周期200時的污泥照片F(xiàn)ig.3.2Variationofsludgecharacteristicsduringoperationalperiod,(a)cycle10;(b)cycle108;and(c)cycle200.毫無疑問的是，厭氧氨氧化反應(yīng)器中的污泥性狀，尤其是其顏色與沉降性能，能夠明確地反映出反應(yīng)器中AnAOB的生長狀況[80]。在本次實驗過程中，在周期10（P1，投加氨芐青霉素前）、周期108（P2）與周期200（P4）時分別通過排水口

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文28圖3.5檢測到的抗性基因的分布情況（在周期10、70、150與200）（單位為‰）Fig.3.5.DistributionsofdetectedARGsintotalARGssequences(atcycle10,70,150,and200)(relativeabundance,‰).以章節(jié)2.6所示之方法，本實驗中以細菌16SrRNA通用基因作為內(nèi)參，以qPCR法檢測分析13種可能在反應(yīng)器中存在的β-內(nèi)酰胺類ARGs（AmpC/blaDHA,blaACC-,blaCMY-2,blaCTX-M-2,blaCTX-M-20,blaCTX-M-7,blaCTX-M-9,IMP,blaMOX/blaCMY,blaSIM-1,blaSPM-1,TEM,VIM），以探究反應(yīng)器對氨芐青霉素壓力的基因?qū)用娴捻憫?yīng)。其在不同時期內(nèi)的種類與豐度變化情況如圖3.5所示，圖中β-內(nèi)酰胺類ARGs的量表示為與16SrRNA基因的比率（即β-內(nèi)酰胺ARGs的相對豐度）。在不同的時期內(nèi)，所選擇的13種β-內(nèi)酰胺類特異性抗性基因有11種被檢出。隨著氨芐青霉素投加濃度的升高以及抑制持續(xù)時間的增長，總ARGs豐度呈現(xiàn)上升趨勢，在周期150時達到峰值0.239‰，相比投加先前值（即周期10的0.161‰）提升了48.4%。雖然在第10周期時已檢測到一定豐度的ARGs存在，即證明開始時接種的MAB污泥中已存在相當(dāng)程度的ARGs，但顯然，這一結(jié)果足以表明氨芐青霉素的長期選擇壓力有利于ARGs在反應(yīng)器中的富集。除了ARGs的豐度升高之外，在實驗后期還觀察到反應(yīng)器中ARGs的多樣性增加，檢測到的ARGs的數(shù)量從4種增加到7種。在整個實驗周期內(nèi)，TEM是反應(yīng)器中主導(dǎo)性的ARGs，占總豐度的近70％。TEM類β-內(nèi)酰胺酶是一類常見的絲氨酸蛋白酶，可通過使β-內(nèi)酰胺乙�；行У厮馇嗝顾仡惪股兀òò逼S青霉素）和頭孢菌素[104]。TEM類抗性基因的豐度相對穩(wěn)定，可能有利于低濃度氨芐青

【參考文獻】：
期刊論文
[1]養(yǎng)豬場空氣中抗性基因和條件致病菌污染特征[J]. 劉長利,鄭國砥,王磊,陳同斌,邵珠澤,陳琳.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(08)
[2]厭氧氨氧化菌的種類、特性與檢測[J]. 胡倩怡,鄭平,康達.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2017(02)
[3]2類氨氧化菌的生態(tài)特性及其應(yīng)用研究進展[J]. 閻佳,胡勇有.  華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(04)
[4]同步半硝化-厭氧氨氧化顆粒污泥工藝在低氨氮污水脫氮的應(yīng)用[J]. 劉國華,范強,徐相龍,馬藝鳴,王洪臣.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(10)
[5]鋅離子對厭氧氨氧化脫氮效能的影響[J]. 巫川,李祥,王孟可,史寶廳,陳宗姮,劉福鑫.  環(huán)境科技. 2014(04)
[6]銅、鋅離子對厭氧氨氧化污泥脫氮效能的影響[J]. 李祥,黃勇,劉福鑫,袁怡,陳鐘姮,丁敏.  中國環(huán)境科學(xué). 2014(04)
[7]“超級細菌”NDM-1的研究進展[J]. 周丹丹,鄭珩,顧覺奮.  中國新藥雜志. 2013(16)
[8]有機物作用的厭氧氨氧化菌代謝特性研究進展[J]. 孫佳晶,張蕾,張超,陳曉波.  化工進展. 2012(08)
[9]厭氧氨氧化菌代謝有機物研究[J]. 高大文,侯國鳳,陶彧,任南琪.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[10]高通量測序技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 王興春,楊致榮,王敏,李瑋,李生才.  中國生物工程雜志. 2012(01)

碩士論文
[1]海洋厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)及金屬離子強化其脫氮特性研究[D]. 馮莉.青島大學(xué) 2018



本文編號：3517674