厌氧和好氧处理过程中四环素抗药基因的丰度

为了了解抗生素生产废水不同处理过程(厌氧生物处理和好氧生物处理)中抗药基因的行为,本文以两种四环素(土霉素、金霉素)生产废水处理系统为调查对象,采用PCR和实时定量PCR(qPCR)方法考察厌氧和好氧处理过程中常见的6种四环素抗药基因(tet(A), tet(C), tet(G), tet(Q), tet(W), tet(X))及2种转移因子(I型整合子intI1, 异常插入序列ISCR3)的丰度特征.结果表明,tet(C)在所有样品中均未检出,其它基因在所有样品中检出.四环素生产废水处理系统中,厌氧污泥中tet(A)、tet(G)、tet(X)的相对丰度(与16S rRNA基因的比值)范围为(1.25±0.16)×10^-4~(4.52±0.002)×10^-2,显著低于好氧污泥[(9.88±0.67)×10^-5~(2.70±0.29)×10^-1],而tet(Q)、tet(W)在厌氧污泥中的相对丰度为(1.66±0.03)×10^-2~(7.48±1.22)×10^-2,比好氧污泥中[(1.94±0.12)×10^-3~(2.85±0.16)×10^-2]高1个数量级;转移因子intI1和ISCR3在厌氧污泥中相对丰度范围为(1.48±0.01)×10^-3~(2.61±0.31)×10^-2,显著低于好氧污泥[(1.18±0.15)×10^-1~(8.99±0.75)×10^-1],表明厌氧处理过程中由这两种转移因子介导的水平转移潜力较小.研究表明,好氧处理促进了tet(A)、tet(G)、tet(X)的传播,但对tet(Q)和tet(W)有控制效果,而厌氧处理过程与之相反.抗药基因的分布与水平转移因子、抗药机制、群落结构有关.     

采油废水缺氧处理体系细菌和古细菌丰度对比

建立缺氧的模拟生物处理体系经过物化预处理的采油废水,利用荧光原位杂交技术(FISH)跟踪了废水处理系统启动和稳定过程中真细菌和古细菌相对丰度的变化.结果表明,系统稳定后的COD去除率在40%左右.细菌和古细菌在采油废水生物处理系统中都有很高的比例,并呈现不同的变化趋势.细菌丰度在启动和稳定后维持在15%左右;而古细菌在系统稳定过程中呈现逐渐增加的趋势,比例上升到21%.表明古细菌可以在活性污泥系统中稳定存在并发挥作用,说明古细菌在特定污水处理上具有一定的研究和应用价值.图4表2参14     

厌氧膜生物反应器处理抗生素废水研究进展与展望

中国是抗生素生产大国,抗生素生产过程伴随产生大量的含抗生素残留的有机废水,通常采用厌氧生物技术进行处理。然而传统的厌氧处理技术对抗生素废水存在效能不高的问题,并且难以实现废水中常规污染物、抗生素与耐药基因的协同控制。厌氧膜生物反应器同时具有厌氧处理与膜处理技术的优点,在处理抗生素废水方面展现出很好的应用前景。本文总结了厌氧膜生物反应器处理抗生素废水的研究进展,从常规污染物去除和耐药基因削减两方面阐述了厌氧膜生物反应器的处理优势;重点梳理了抗生素对厌氧膜生物反应处理过程中生物效能的抑制和耐药基因赋存的影响。在此基础上,提出“强化水解预处理去除抗生素残留效价(抑菌活性)-厌氧膜生物反应器”组合处理工艺作为短流程的抗生素废水处理最佳策略,在提升污水处理效能的同时实现对耐药性的协同控制,为制药废水绿色、高效和安全处理提供参考。     

电极材料对脉冲等离子体降解有机废气的影响分析

用脉冲等离子体降解有机废气,对甲苯、二甲苯的降解率达73％～91％,对二氯甲烷的降解率达82％。在实验中发现电极材料的不同会影响分解效果,其中钨电极的降解率最高。本文运用等离子体化学中放电气体电子碰撞电离和化学自由基产生的机理以及阴极电子学中带电粒子轰击电极表面激发二次电子发射的理论,通过比较不同金属电极的二次电子发射系数δ,研究电极材料对脉冲等离子体降解有机废气影响的机理,发现主要是由于不同电极材料δ值的差异引起降解率的差异,电极稳定性对降解率和电极寿命也有重要影响。在实验的三种电极材料中钨的δ值最大,其最大二次电子发射系数δ_m为1.4,铜其次为1.29,不锈钢最小约为1.24,这成为导致三者降解率差异的主要原因。     

4种短链全氟化合物替代物在城市污水处理厂的污染特征研究

全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctyl sulfonate,PFOS)等长链全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)具有持久性、生物累积性和毒性,近年来发现一些短链PFCs具有相对较短的半衰期,可以成为PFOA和PFOS的替代品,这些物质包括C4和C6结构的PFCs,如全氟丁烷羧酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)、全氟己烷羧酸(perfluorohexanoic acid,PFHx A)、全氟丁烷磺酸(perfluorobutyl sulfonate,PFBS)和全氟己烷磺酸(perfluorohexyl sulfonate,PFHx S)。为解析我国城市污水厂短链PFCs污染水平和地域分布特征,本研究调查了我国不同地区17座城市污水处理厂的进水、二沉出水和污泥中4种短链PFCs的分布和浓度水平。结果表明4种短链PFCs、PFOA和PFOS在17座污水厂进水中检出率均为100%(6种目标物单体浓度范围:0.19~274.72 ng·L-1);污泥中PFOS和PFOA检出率为100%(PFOS:2.08~72.31 ng·g-1,PFOA:1.03~24.81 ng·g-1),PFBA、PFHx A检出率为100%(0.60~3.33 ng·g-1),PFBS和PFHx S的检出率分别为42.11%和63.16%。在污水厂进水中,将PFOA和PFOS与其同类的短链PFCs浓度进行比较,发现短链PFCs分别相对于PFOA和PFOS的比例最高可达93.47%和94.57%。4种短链PFCs、PFOA和PFOS的地域分布差异明显,总浓度呈现出华东、华南地区高于西北、东北、华北地区的趋势,其中华东地区调查的污水处理厂浓度最高。污水厂4种短链替代物主要通过污水排放,不同污水厂的日排放总量(污泥和出水)为0.25~273.07 g·d-1,万吨水排放量范围为0.04~1.37 g。研究将为我国全氟化合物替代物污染和控制提供数据基础和科学依据。     

9种抗生素对污泥高温厌氧消化的急性抑制

通过急性抑制实验方法评价了9种抗生素(2种氨基糖苷类抗生素核糖霉素、链霉素,2种大环内酯类抗生素红霉素、螺旋霉素,2种四环素类抗生素四环素、土霉素,以及林可霉素、氯霉素和头孢唑啉)在2种浓度(25 mg·L~(-1)和50 mg·L~(-1))水平下对污泥高温(55℃)厌氧消化的急性抑制效果。结果表明,土霉素与链霉素在2种浓度水平下均未对高温厌氧消化产生急性抑制,而四环素与核糖霉素仅在50 mg·L~(-1)水平下导致甲烷累计产量分别下降了36.13%和17.50%。头孢唑啉、林可霉素、红霉素、螺旋霉素和氯霉素在25 mg·L~(-1)浓度水平下即表现出较强的急性抑制效果,其中25 mg·L~(-1)的林可霉素和氯霉素暴露系统中甲烷的累计产量分别下降了29.39%和19.88%,50 mg·L~(-1)浓度水平下进一步降低到51.27%和49.46%。而头孢唑啉、红霉素和螺旋霉素在25 mg·L~(-1)和50 mg·L~(-1)浓度水平下表现出相似的急性抑制效果,累计甲烷产量分别降低了43.03%~47.49%、40.60%~44.91%和54.61%~55.69%。高温厌氧消化前后挥发性有机酸的变化表明,林可霉素主要通过抑制丁酸互营氧化菌活性降低乙酸产量从而降低甲烷产量,50 mg·L~(-1)的核糖霉素主要抑制乙酸型产甲烷古菌活性,而红霉素、螺旋霉素、氯霉素、头孢唑啉和四环素可同时抑制产甲烷古菌和丁酸互营氧化菌活性。     

我国城市饮用水中N-亚硝基二甲胺的健康风险评估及水质标准制定

亚硝胺类物质,特别是亚硝基二甲胺(NDMA),其高致癌性及在我国饮用水中高检出率引起了国内媒体和管理层的广泛关注.为了评价饮水中NDMA造成的健康风险,进而提出我国饮水标准的建议,本文利用近几年全国饮用水水质调查的NDMA数据,以伤残调整寿命年(DALYs)为风险评价终点,并结合疾病模型,对饮水途径摄入NDMA造成的健康风险进行估算.结果表明,我国城市饮用水中由于NDMA造成的终身癌症发病率为5.69×10~(-6),人均DALYs损失为6.27×10~(-7)人·a~(-1).以WHO所推荐的风险可接受水平(DALYs)(10~(-6)人·a~(-1))来制定饮用水中NDMA浓度安全标准,应为6.12 ng·L~(-1).考虑到我国水厂工艺情况,未来NDMA的安全标准设在6~40 ng·L~(-1)范围内更合理.最终的水质标准仍需进一步考虑其他经济和技术水平等因素.     

密度梯度分离/免疫荧光技术检测再生水中隐孢子虫和贾第鞭毛虫

采用乙酸乙酯漂浮方法和酸溶解法分别解决了再生水进水中有机杂质以及再生水中剩余絮凝剂干扰隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测的关键问题,在此基础上,建立了成本远低于EPA 1623法的隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测方法的密度梯度分离/免疫荧光技术.利用该方法对我国北方2个城市的污水再生处理系统进行了检测,再生水进出水的回收率分别为18%～...     

城市污水再生利用中的消毒问题研究

从保障再生水微生物安全的角度，考察了北方某污水处理厂污水处理工艺、混凝沉淀过滤工艺以及臭氧消毒对大肠杆菌和总细菌的去除效果。结果表明，污水处理厂进水中大肠杆菌数和细菌总数分别为105～109个/L和109～1011个/L，经过厌氧-缺氧-好氧组合工艺处理后两者分别降为103～106个/L和106～109个/L，再经后续混凝沉淀过滤工艺（混凝剂PAC投加量：15 mg/L Al₂O₃）处理，再生水中大肠杆菌和细菌总数仍分别高达102～105个/L和105～108个/L。对上述再生水进行臭氧消毒批量实验，在臭氧反应量为12 mg/L的条件下实现了对大肠杆菌的完全灭活，此时臭氧消毒运行费用为0.13元／m³左右。     

制药废水受纳河流中四环素抗药基因及微生物群落结构变化研究

考察了含有土霉素制药废水的污水处理厂排放在冬季和夏季对受纳河流中四环素抗药基因及微生物群落结构的影响.利用PCR方法,对该河流中16种四环素抗药基因(TRGs)进行了检测,其中6种在排放口及下游被检出.通过Real-timePCR对其中的3种抗药基因(tet(L)、tet(W)和tet(X))及总细菌的16SrRNA基因进行定量分析(TRGs/16SrRNA基因),结果表明:tet(L)、tet(W)和tet(X)与16SrRNA基因的比值在排放口和下游(3.34×10-3～2.38×10-1)显著高于排放口上游(1.16×10-5～2.38×10-2),表明污水排放造成了抗药基因的增加.夏季河水中TRGs/16SrRNA基因明显低于冬季.利用PCR-DGGE对不同河流沉积物中微生物群落结构进行了研究,结果表明,污水的排放显著改变了河流中的微生物群落结构,一些代表性TRGs宿主细菌的条带在排放点和河流下游明显增加.