抗生素抗性基因在抗生素制藥廢水處理過(guò)程中的分布特征及控制原理研究.pdf

1、抗生素制藥廢水中高濃度的抗生素殘留為廢水中微生物產(chǎn)生抗生素抗性基因(ARGs)提供了良好的選擇壓力，同時(shí)廢水處理系統(tǒng)中高密度的微生物又為ARGs進(jìn)一步傳播擴(kuò)散提供了良好的條件，因此制藥廢水處理系統(tǒng)是造成ARGs產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散的重要源頭。而研究發(fā)現(xiàn)制藥廢水處理系統(tǒng)中各廢水處理單元對(duì)ARGs的消長(zhǎng)有重要影響。
　　本研究調(diào)查分析了我國(guó)北方六家典型抗生素制藥企業(yè)的廢水處理系統(tǒng)全流程中ARGs的分布情況，對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)水、各廢水處理單元出水

2、、總出水及污泥樣品進(jìn)行采集并提取DNA。依據(jù)目前各類(lèi)抗生素在環(huán)境中的存在情況以及制藥廠生產(chǎn)的抗生素種類(lèi)等因素綜合分析，選取了磺胺類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)、β-內(nèi)酰胺類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)和喹諾酮類(lèi)五類(lèi)共26種抗生素抗性基因型進(jìn)行了定性分析檢測(cè)。結(jié)果表明除了喹諾酮類(lèi)抗性基因型的檢出頻率較低外，其它四類(lèi)抗性基因型在各廢水處理廠中被廣泛檢出，其中兩種磺胺類(lèi)、四種四環(huán)素類(lèi)、三種β-內(nèi)酰胺類(lèi)和一種大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)ARGs的檢出頻率是100％，還有四環(huán)素類(lèi)抗性基因tetM、

3、tetS，β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗性基因OXA-2與大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗性基因ermC的檢出頻率也超過(guò)83.33％，總體來(lái)看廢水處理系統(tǒng)中ARGs普遍存在且種類(lèi)眾多，廢水處理過(guò)程并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)抗性基因的去除。此次試驗(yàn)檢測(cè)的制藥企業(yè)中除了其中一家企業(yè)生產(chǎn)β-內(nèi)酰胺類(lèi)和大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素外，其它制藥廠均為單一種類(lèi)抗生素生產(chǎn)企業(yè)，而ARGs定性檢測(cè)結(jié)果顯示各類(lèi)ARGs廣泛存在于各廢水處理系統(tǒng)中，這說(shuō)明廢水處理系統(tǒng)中ARGs種類(lèi)與其制藥廠生產(chǎn)的抗生素種類(lèi)不存在一一對(duì)應(yīng)

4、關(guān)系。
　　選取定性檢出頻率高的ARGs進(jìn)行定量分析。此次研究選取了兩種磺胺類(lèi)、五種四環(huán)素類(lèi)、三種β-內(nèi)酰胺類(lèi)和一種大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)ARGs進(jìn)行定量檢測(cè)。結(jié)果顯示雖然出水中ARGs濃度略低于進(jìn)水，但出水中各類(lèi)ARGs的平均濃度仍高于103copies/mL，磺胺類(lèi)ARGs的濃度甚至達(dá)到108copies/mL，大量ARGs隨著出水排出系統(tǒng)，成為環(huán)境中ARGs污染的重要來(lái)源。而剩余污泥中ARGs的濃度更是達(dá)到1010copies/g，而目

5、前污泥還田施肥是普遍存在的污泥處置方式之一，其對(duì)ARGs傳播擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。此外，對(duì)廢水處理系統(tǒng)中ARGs的歸趨研究發(fā)現(xiàn)物理化學(xué)處理方式是有效的消減ARGs的方式，而通過(guò)對(duì)整個(gè)廢水處理系統(tǒng)質(zhì)量流的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)生物處理單元存在促進(jìn)ARGs傳播擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。因此合理設(shè)置廢水處理構(gòu)筑物是消減抗性基因的重要方式。
　　制藥行業(yè)廢水作為環(huán)境中ARGs的重要源頭，其ARGs的排放對(duì)人體健康及生態(tài)安全存在的潛在危害風(fēng)險(xiǎn)已不容小覷，此