宏基因组方法分析医药化工废水厂中抗生素耐药菌及耐性基因

废水厂是抗生素耐药菌(ARB)和抗生素耐药基因(ARGs)的巨大储存地.为调查医药化工废水处理厂中的ARB和ARGs,采用了宏基因组技术对医药化工废水中的活性污泥进行取样分析.结果显示,医药化工废水厂微生物组成主要是细菌类,主要细菌门是Proteobacteria,主要属是Hyphomicrobium,主要种是Hyphomicrobium zavarzinii.共检测到74类ARGs,最主要的类型是sav1866、dfr E和mfd.网络分析揭示了ARGs与微分类单元之间的共存模式,即ARGs与废水厂中属级的微生物分类群高度相关.抗生素特异的外排泵是该微生物群落主要的抗生素耐药机制,并且外排泵中耐药结节化细胞分化家族(RND)外排泵占主要部分.该微生物群落最主要的功能通路是代谢相关,并存在许多与人类疾病相关的基因,其中主要是细菌感染性疾病.结果表明,医药化工废水厂蕴藏着丰富的ARB和ARGs,ARGs的累积会增加潜在环境风险,需要加强对医药化工废水厂中ARB和ARGs的监控,并且ARB和ARGs的分析研究对于选择深度处理技术来有效去除ARB和ARGs具有重要的指导意义.

石化废水处理厂中耐药菌和耐药基因的分布特征与去除效能解析

抗生素耐药性污染已成为全球新兴环境问题之一.本研究选取某座石化废水处理厂,对耐药菌(ARB)和3种形态耐药基因(ARGs):细胞内耐药基因(i ARGs)、细胞外附着态耐药基因(ae ARGs)和游离态耐药基因(fe ARGs)的分布特征与去除效能开展研究.结果表明,废水处理厂中检出四环素、磺胺和氨苄西林这3类ARB,其绝对浓度为8.45×102~2.38×105CFU·m L^(-1).厌氧处理可使这3类ARB绝对浓度下降0.04 lg~0.21 lg;曝气和沉淀处理对ARB的影响因其类型而异;出水ARB绝对浓度高出进水水平0.12 lg~0.63 lg.活性污泥中ae ARGs和i ARGs绝对丰度分别为1.96×10^(7)~3.02×10^(10)copies·g^(-1)和5.22×10^(7)~4.15×10^(10)copies·g^(-1);而废水中fe ARGs绝对丰度为5.90×10^(8)~1.01×10^(12)copies·L^(-1).厌氧处理可去除0.13 lg~0.65 lg ae ARGs和0.04 lg~0.28 lg i ARGs;曝气和沉淀处理对ae ARGs和i ARGs的去除效果受ARGs类型和形态影响;出水中fe ARGs绝对丰度较进水升高0.06 lg~0.81 lg.冗余分析表明,ARB浓度与COD、Cl^(-)和总氮浓度显著正相关(P<0.05);ae ARGs丰度与COD和总氮浓度显著正相关(P<0.05);i ARGs和fe ARGs丰度均与重金属浓度显著正相关(P<0.05).本研究证实了石化废水处理厂具有ARB和不同形态ARGs的富集风险,并为特种工业废水耐药性污染研究与防治提供理论基础.

纳米金属对污水处理系统中磺胺耐药基因和耐药菌的影响及其机理

细菌耐药性和纳米材料污染为新兴环境问题。细菌耐药性遗传载体——耐药基因(ARGs)广泛存在于污水处理系统中,且已被证明与金属纳米材料密切相关。采用实时荧光定量PCR技术,探究了纳米零价铁(nZVI)和纳米氧化锌(nZnO)对污水处理系统中磺胺类耐药菌(ARB)和ARGs的分布特征的影响。结果表明,50 mg·L^(-1)nZVI和nZnO暴露均有利于削减磺胺ARB浓度数。与对照组相比,nZVI和nZnO暴露后污泥中sul1丰度增加了0.25%~16.21%,而sul2出现明显削减(1.51%~15.47%)。此外,50 mg·L^(-1)nZVI会导致游离态胞外ARGs大幅削减。nZVI和nZnO暴露通过富集污水处理系统中的intI^(1)、改变细胞膜通透性和调节细菌转录能力促进sul1的增殖。本研究结果阐明了典型纳米金属对污水处理系统中ARB和不同形态ARGs消长的影响及其机制,可为制定有效调控和全面削减污水处理系统中耐药污染策略提供参考。

人工湿地去除抗生素抗性基因的研究进展

抗生素抗性基因(ARGs)在环境中的污染现状和危害逐渐受到重视.常规的水处理工艺在减少抗生素耐药菌(ARB)方面表现出非常好的效果.然而,即使在消毒过程中ARB完全失活,产生游离的ARGs也可能通过转化或转导等手段整合到其他微生物体内,使ARGs在环境中传播和扩散.因此,需要有特定的工艺处理废水中的ARGs.人工湿地是目前有效且经济环保的废水处理工艺,并且已有大量研究表明在去除抗生素和ARGs方面有显著效果.通过综述目前国内外人工湿地水处理系统对ARGs的去除效率的研究进展,结果表明,潜流人工湿地相较于表面流人工湿地对ARGs的去除效率更高.人工湿地对ARGs的去除效率因人工湿地强化类型、植物、温度和pH等因素而异,在去除环境中ARGs的应用有广阔的前景,同时也面临挑战.