高通量分析人类粪便、皮肤和水环境中共享抗生素抗性基因的分布

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)是一种新污染物,其在环境中的传播加剧了抗生素耐药问题。但是,关于人体和水环境中共享ARGs的分布及潜在宿主知之甚少。为此,本文使用高通量荧光定量PCR和16S rRNA基因测序,分析来自中国城郊地区的人体和水环境中的ARGs结构和细菌群落特征。在粪便、皮肤和水样中共确定了人体和水环境之间的70个共享ARGs、7个共享移动遗传元件(mobile genetic elements,MGEs)和58个共享细菌。粪便中占主导地位的共享ARGs为四环素和MLSB抗性基因。此外,通过LEfSe(linear discriminant analysis effect size)确定了20种细菌生物标志物。通过网络分析揭示了共享ARGs、MGEs与共享细菌具有显著相关(P<0.05),表明这些细菌可能是ARGs的潜在宿主并且在人体和环境之间转移。本研究揭示了饮用水、粪便、皮肤、污水和地表水样本中共享的ARGs。研究结果更好地理解了共享ARGs和细菌在环境中的共同发生和传播,揭示了城郊地区人体与环境中ARGs的潜在宿主。

铈基催化剂用于CO选择性催化还原NO_(x)的研究进展

CO选择性催化还原NO_(x)技术(CO-SCR)是利用烟气中CO作为还原剂,将NO_(x)还原为N_(2);与目前普遍应用的氨选择性催化脱硝(NH_(3)-SCR)相比,避免了氨还原剂的使用及逃逸等问题,且同时脱除CO和NO_(x)大气污染物,极具应用潜力。稀土金属铈氧化物因其优异的氧传递能力,可作为载体或助催化剂有效提高COSCR催化反应性能。本文系统比较以氧化铈(CeO_(2))作为载体和活性组分的两大类催化剂体系的CO-SCR脱硝性能,探讨烟气成分(O_(2)、SO_(2)和H_(2)O)对铈基催化剂CO-SCR活性的影响,揭示了催化剂的构效关系;并且归纳总结了铈基催化剂上CO-SCR可能的反应机理。可通过载体改性、活性金属掺杂、形貌调控、制备条件优化等手段,开发具有较宽反应温度区间及抗氧抗硫性能的铈基CO-SCR脱硝催化剂。

等离子体煤制乙炔裂解气湿式除尘工艺的吸收液研究

为解决等离子体煤制乙炔裂解气在湿式除尘过程中的焦油捕集以及溶解乙炔的问题,分别采用水+液体石蜡或异丁基苯作为基底模拟煤焦油的特性,对添加的乳化剂种类、添加量和亲水亲油平衡值(HLB)以及添加的消泡剂种类和添加量等变量进行考察,筛选出了优化的吸收液,其具有提高焦油捕集效率并降低乙炔的溶解损失的优点。研究表明:在水+1.0%(质量分数)液体石蜡基底中,掺杂1.0%(质量分数)的span80+tween60混合物(HLB=8.6)的吸收液具有最好的效果;在水+1.0%(质量分数)异丁基苯基底中,掺杂0.5%(质量分数)的span80+tween20混合物(HLB=8.6)的吸收液效果最佳。同时,以上述吸收液为基础,1.0%(质量分数)添加量的二甲基硅油消泡剂具有较好的消泡效果,且对乙炔吸收影响较小。

晶种介导强化化学沉淀去除造纸废水中的钙

为解决造纸高钙废水极易造成膜污染、化学沉淀法除钙药剂投加量大的问题,开发了晶种介导强化化学沉淀法除钙技术。从临界过饱和度、表观活化能以及沉淀产物形态结构3个方面探讨了晶种介导的机理。结果表明:晶种投加相比于无晶种投加,沉淀产物临界过饱和度由928.14降至446.42,晶核生长表观活化能从49.67 kJ/mol降至40.35 kJ/mol。结合X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、热重、扫描电子显微镜表征结果发现,晶种投加会增大沉淀产物粒径,利于碳酸钙的沉淀。推测可能的反应机理是晶种投加后溶液中的碳酸钙较无晶种时更易达到临界尺寸,降低了其临界过饱和度,钙离子可通过晶核之间相互团聚、晶核吸附于晶种表面和晶种间相互团聚3种方式沉淀去除。通过实际造纸废水中试试验及工程应用发现,晶种回流可以增强钙离子的去除效果,药剂成本可降低15%,出水钙离子平均浓度可满足反渗透膜的进水要求(<2.5 mmol/L)。

饮用水中抗生素抗性基因分布及暴露风险研究进展

抗生素耐药性的传播已成为全球性的公共健康问题,饮用水作为抗生素抗性基因(antibiotics resistance genes,ARGs)向人体迁移传播的重要途径,其携带的抗性基因及潜在暴露风险引起了广泛关注。基于已发表的饮用水ARGs相关研究,分析了全球范围饮用水中ARGs的分布及其影响因素,探究了适用于表征饮用水中ARGs人群暴露剂量及暴露风险的评估方法,并探讨了当前常规饮用水处理技术在控制ARGs方面的作用及局限性。未来的研究可从传播性、人类致病性等多维度对饮用水抗生素耐药风险进行系统性评估,针对ARGs去除需开发新型水处理技术对其进行强化处理。

水产养殖尾水中抗生素抗性基因的去除及磺胺类耐药细菌研究

水产养殖环境中抗生素的大量使用促进了抗生素耐药细菌(antibiotic resistant bacteria,ARB)和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的出现及传播.利用荧光定量PCR分析了浙江省某水产养殖尾水集中处理系统中8种ARGs的分布特征.结果表明,出水中ARGs的绝对丰度降低了0.91个数量级.磺胺类抗性基因(sul1、sul2)在所检测的抗性基因中占主导地位,且绝对丰度在出水中依然维持较高水平(4.94×10^(9)、1.79×10^(9)copies·L^(-1)).16S r RNA基因高通量测序结果显示变形菌门、蓝藻门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门是优势菌门,变形菌门和绿弯菌门与sul1、sul2和sul3呈显著相关.筛选出一株对磺胺类抗生素具有耐药性的弗氏柠檬酸杆菌,该菌株为条件致病菌,全基因组测序结果显示该菌株共携带了17个ARGs,其中sul1、sul2、tet A、bla;等ARGs均位于1个Inc FIB质粒上,质粒图谱揭示了磺胺类抗性基因的基因环境.

反渗透膜水处理工艺预处理技术对溶解性有机质去除效果探究

选取代表性热电厂反渗透膜水处理工艺,使用三维荧光光谱结合平行因子法(EEM-PARAFAC)分析氯消毒、超滤等预处理后水体中溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)荧光强度的变化,并结合常规水质指标、水体中细菌丰度及微生物群落结构,综合评估预处理技术对溶解性有机质的去除效果.研究结果显示,水体中DOM主要由类蛋白质(C1)、腐殖酸(C2)及微生物代谢产物(C3)组成,DOM与水体中主要优势物种变形菌门丰度呈正相关;氯消毒联合V型滤池处理能够显著降低其进水中DOM的荧光强度(p<0.05),超滤对其去除效果不佳;反渗透膜进水中DOM荧光强度显著增强(p<0.05),且细菌绝对丰度显著升高(p<0.05);可即时检测的电导率与总有机碳等常规水质指标可以作为反映预处理后DOM主要组分含量变化的依据,从而更有效地控制水体中的DOM含量.

饮用水活性炭净水器对抗生素抗性基因的去除效果

为了评估不同类型家用饮用水活性炭净水器对常规水质及新型污染物抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的净化能力,购置了6种具有不同滤芯结构的家用活性炭净水器,对常规水质指标及抗性基因的动态变化(80 d)进行跟踪调查。实验结果显示:活性炭净水器能长期有效去除余氯,但对有机物的去除效果随着时间推移而减弱。活性炭的物理性质对净水性能影响较大,比表面积越大,吸附性能就越强,去除有机物的能力就越高。采用qPCR定量分析了饮用水中5种抗性基因,绝对丰度最高的是sul1和tetA,活性炭净水器出水中抗性基因的绝对丰度随时间增加逐渐上升,48~80 d时出水中抗性基因绝对丰度达到较高水平。具有刚性孔隙和渐紧过滤结构的烧结活性炭能对抗性基因起到一定的控制效果。水中有机物质和Ⅰ类整合子intI1在抗性基因的增殖与传播中发挥了重要作用。