Biofiltration and disinfection codetermine the bacterial antibiotic resistome in drinking water: A review and meta-analysis

• Published data was used to analyze the fate of ARGs in water treatment. • Biomass removal leads to the reduction in absolute abundance of ARGs. • Mechanism that filter biofilm maintain ARB/ARGs was summarized. • Potential BAR risks caused by biofiltration and chlorination were proposed. The bacterial antibiotic resistome (BAR) is one of the most serious contemporary medical challenges. The BAR problem in drinking water is receiving growing attention. In this study, we focused on the distribution, changes, and health risks of the BAR throughout the drinking water treatment system. We extracted the antibiotic resistance gene (ARG) data from recent publications and analyzed ARG profiles based on diversity, absolute abundance, and relative abundance. The absolute abundance of ARG was found to decrease with water treatment processes and was positively correlated with the abundance of 16S rRNA (r² = 0.963, p<0.001), indicating that the reduction of ARG concentration was accompanied by decreasing biomass. Among treatment processes, biofiltration and chlorination were discovered to play important roles in shaping the bacterial antibiotic resistome. Chlorination exhibited positive effects in controlling the diversity of ARG, while biofiltration, especially granular activated carbon filtration, increased the diversity of ARG. Both biofiltration and chlorination altered the structure of the resistome by affecting relative ARG abundance. In addition, we analyzed the mechanism behind the impact of biofiltration and chlorination on the bacterial antibiotic resistome. By intercepting influent ARG-carrying bacteria, biofilters can enrich various ARGs and maintain ARGs in biofilm. Chlorination further selects bacteria co-resistant to chlorine and antibiotics. Finally, we proposed the BAR health risks caused by biofiltration and chlorination in water treatment. To reduce potential BAR risk in drinking water, membrane filtration technology and water boiling are recommended at the point of use.     

不同装煤方式和炭化室高度的焦炉周边环境空气总悬浮颗粒物碳组分特征

研究了山西省4座典型焦炉周边环境空气中总悬浮颗粒物(TSP)碳组分特征,分析了不同装煤方式和炭化室高度对其的影响。结果表明:(1)焦炉周边环境空气中TSP质量浓度为711.95～2 938.41μg/m3,其中有机碳(OC)、元素碳(EC)的质量浓度分别为189.45～595.90、285.38～806.71μg/m3,总碳占TSP的质量分数为44.81%～67.45%;捣固焦炉周边的TSP及其碳组分浓度高于顶装焦炉,炭化室高度越高的焦炉周边环境空气中TSP及其碳组分浓度越低。(2)4座焦炉周边环境空气TSP中OC和EC质量比为0.66～1.04,说明焦炉周边环境空气中碳组分以一次污染为主。(3)4座焦炉周边环境空气TSP中碳组分的分歧系数为0.092～0.490,均小于0.5,总体来说装煤方式和炭化室高度都对焦炉周边环境空气TSP中碳组分的分布有一定影响,特别是装煤方式和炭化室高度都不同的焦炉周边环境空气TSP中碳组分差异较大。     

江苏省水质全要素代表性监测体系的设计

为了评价并进行城市水环境质量考核排名,介绍了江苏省组织开展涵盖地表水、饮用水、地下水、近岸海域和城市内河5种类型"全要素、代表性"水质监测断面(点位)体系建设工作的情况以及全要素断面设置的基本原则和做法。分苏南、苏北、苏中3个区域,对全省地表水监测代表性进行了量化计算,结果表明,调整后全省水质综合指数极差从41.07降至7.17,标准差从3.16降为0.49;采用德尔斐层次分析法分析,设计了水质代表性指数,含1项一级指标、5项二级指标、12项三级指标,计算表明,调整前全省水质代表性指数得分为69.1分,调整后为88.7分。将调整结果进行论证后再与各市环保主管部门交换意见,取得最终一致后正式实施。     

江苏省2014-2016年臭氧污染区域特征分析

分析2014—2016年江苏省O₃污染状况，以及苏北、苏中和苏南3个典型区域O₃年度、季度、日变化和频度占比等分布特征。结果表明，江苏省的O₃空间分布呈现北低南高，2014—2016年的O₃超标占比由18.4%上升至34.9%；2016年苏北、苏中和苏南地区O₃-8h第90百分位数与2014年相比，上升2.7%，21.8%和3.3%；3个区域夏季O₃-8h均值最高，春、秋2季次之，冬季最低；O₃-1h日变化呈单峰状态，最低值出现在06:00—07:00，最高值出现在15:00—16:00；2016年3个地区的O₃频度占比均呈正态分布，主要集中在40~80 μg/m³，所占比例均>15%；苏中和苏南区域2016和2014年相比O₃频率占比的变化幅度较大，苏北地区变化幅度不大。指出，江苏省的O₃污染程度在逐年提高，污染范围从苏南逐渐往中部和北部城市扩大。     

电气石强化生物膜系统处理中药废水的启动及生物膜特性分析

将电气石与生物膜技术结合构建电气石强化生物膜系统处理中药废水,通过电气石调节生物膜微环境,以增强微生物代谢活性,从而提高了反应系统的处理能力。结果表明:电气石强化厌氧流化床(AFBR)反应系统经历160 d完成中药废水的启动实验,反应系统COD去除率达到87.8%,容积负荷达到5.34 kg·(m3·d)~(-1),生物膜产甲烷活性达到126.4 mL·(g·d)~(-1);电气石强化好氧流化床(FBR)反应系统统经历35 d完成启动实验后,出水COD稳定在76.5 mg·L~(-1),反应系统对应的COD去除率和容积负荷分别为90.3%和1.4 kg·(m~3·d)~(-1)。中药废水依次经AFBR和FBR处理后,出水水质满足《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB 21906-2008)排放要求。以上结果可为实际工程项目提供理论依据和参考。     

探究环境监测数据在环境执法中的应用

伴随经济发展的迅速,人们对环境越来越重视,国家也制定了相应的环境执法与保护措施,保障环境质量。在环境执法的过程中,必须严格依照环境监测的数据,从而保障信息的准确性,使环境执法策略的开展能够顺应时代发展,符合目前发展的现状。因此,环境执法中环境监测数据占据重要的位置。基于此,本文分析了环境执法中环境监测数据的应用,笔者根据自身经验提出相应的建议。     

安全风险分级防控在油气开发领域的探索与应用

为推动油气开发领域安全风险分级防控有效落地,提高风险预控能力,本文基于风险防控现状评估结果,探索性地研究安全风险分级防控思路,构建了油气开发领域安全风险分级防控体系推进模型,提出了逆向与正向危害因素识别方法,明确了风险评价关键隐性过程原则,构建了风险-后果-能资分级防控决断模型。选取典型试点单位进行实践,结果证明,油气开发领域安全风险分级防控体系推进模型是科学合理的,其他领域也可借鉴该模型开展安全风险分级防控工作。     

大肠杆菌吸附-化学还原法用废含金催化剂制备金纳米线

采用大肠杆菌吸附-化学还原法,以大肠杆菌(ECCs)为模板、十六烷基三甲基溴化铵为保护剂、抗坏血酸为还原剂,由废含金催化剂制备金纳米线(AuNWs)。采用XRD,SEM,TEM等技术对AuNWs进行表征。研究了AuNWs对罗丹明6G(R6G)和4-巯基苯甲酸(4-MBA)的拉曼散射信号的增强效果。实验结果表明:在制备过程中加入微生物ECCs,可使金回收率提高约20百分点;当溶液pH小于4时,反应2 h后,有大量呈线状的AuNWs聚集沉降,金回收率可达99%1以上。表征结果显示,AuNWs呈多晶结构,晶格间距为0.23 nm。表面增强拉曼散射分析表明,AuNWs对R6G和4-MBA具有良好的拉曼光谱增强性能。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体，先后负载CeO₂，MnC₂O₄，Fe（NO₃）₃，CrO₃，Ni（NO₃）₂，NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂，并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe，Mn，Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%，w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%，w（CrO₃）=10%，w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%，w（NH₄VO₃）=10%，w（CeO₂）=5%，w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂，在脱硝反应温度为205 ℃的条件下，NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用，NO转化率仍可稳定在94%左右。     

小尺度上蜜蜂传粉服务与耕地利用集约水平之间权衡关系研究

传粉作为重要的生态系统服务之一,对维持野生植物群落和粮食生产至关重要。近年来随着全球农业投入迅速增加,耕地利用集约化程度大幅提高,昆虫传粉能力受到严重影响。由于全世界约2/3的主要粮食作物依赖传粉服务,因此传粉服务的下降将威胁着全球粮食安全。然而,传粉服务与耕地利用集约水平的相互关系有待在全球各地区进行进一步验证,尤其在中国这种农业大国。以鄱阳湖滨湖区典型村落为研究对象,基于高精度土地利用数据、传粉蜜蜂生物物理数据、区域社会经济以及实地调研数据,采用InVEST模型、GIS分析工具、数理统计和回归分析方法。定量揭示小尺度上耕地集约利用与蜜蜂传粉服务之间的权衡关系。结果显示:(1)研究村落2000年和2013年蜜蜂传粉服务丰度平均值分别为0. 127和0. 108,期间下降幅度为15. 50%。总体上,研究村落蜜蜂传粉服务有较明显的削弱。(2)受退耕还林、退田还湖以及耕地撂荒等因素的综合影响,研究村落耕地利用区域减少了37. 66 hm~2,约占村落土地总面积的13. 55%。但由于农药、化肥、机械以及劳动力等投入的增加,该村各耕地利用类型的集约度分值均有大幅度提高,增幅均高达2倍以上。(3)耕地利用集约度变化与蜜蜂传粉服务变化回归系数为-0. 164,两者呈负相关关系,也即两者之间存在此消彼长的权衡关系。研究村落耕地利用集约度的提高削弱了蜜蜂传粉服务功能。