环丙沙星胁迫猪粪生物转化中抗性基因微生物响应分析

抗性基因（Antibiotic Resistance Genes,ARGs）是一种新兴污染物,持续累积会引发环境健康风险,也可通过水平转移诱导耐药细菌产生,从而危害人类健康与国家生物安全.当前关于ARGs的研究多集中于水、土壤、大气等环境介质,固体废弃物领域ARGs研究尚局限于其丰度变化与影响因素方面,对抗生素-ARGs剂量-效应关系、导致ARGs丰度变化的微生物响应机制仍有待深入研究.基于此,开展了不同浓度水平环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）胁迫下猪粪堆肥试验,环丙沙星添加量分别为25 mg/kg（A25）、50 mg/kg（A50）、100 mg/kg（A100）,同时设置空白对照0 mg/kg（CK）.采用分子生物学手段、网络分析、统计学分析等方法,解析了不同浓度环丙沙星胁迫猪粪好氧堆肥过程中喹诺酮类ARGs丰度变化的微生物响应关系,并重点探讨了潜在宿主菌中致病菌的分布及其与ARGs的相关性.结果表明:①经堆肥处理,CK、A25和A100堆体中喹诺酮类ARGs总丰度均受到不同程度削减,A50堆体中ARGs总丰度未被削减（升高2.73倍）.而高温期除CK外,3个处理组中ARGs丰度均显著降低（P < 0.05）,表明堆肥高温期或是削减ARGs的关键阶段.②狭义梭菌属（Clostridium_sensu_stricto_1）、水微菌属（Aquamicrobium）、乳杆菌属（Lactobacillus）及交替赤杆菌属（Altererythrobacter）既是堆肥环境中优势菌属,也是喹诺酮类ARGs潜在宿主微生物,主要分布在厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）.③丰度较高的致病菌Clostridium_sensu_stricto_1和链球菌（Streptococcus）是喹诺酮类ARGs的潜在宿主菌,且至堆肥腐熟期,仍有部分致病菌均未被完全去除,可见猪粪堆肥过程中存在ARGs向致病菌转移的环境健康风险.研究显示,加强高温期干预调控,是有效阻控ARGs环境污染行为的关键节点,研究可为固废资源化过程中ARGs环境健康风险防控提供参考.      

典型城市河流中嗅味物质和微生物菌落特征

对某城市河流沿程水质、典型嗅味物质以及微生物群落结构进行了调查分析. 结果表明:河水中2种嗅味物质〔二甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(Geosmin)〕的质量浓度均受到ρ(DO)的显著影响. 绝对厌氧条件〔ρ(DO)<0.2 mg/L〕水体中,ρ(二甲基异莰醇)和ρ(土臭素)的平均值分别为794.8和269.8 ng/L;好氧条件〔ρ(DO)>2.0 mg/L〕水体中,二者的平均值分别为91.6 和104.7 ng/L;而且ρ(DO)较低时,水体中的可疑致病菌含量升高,微生物安全性降低. 控制该河流水体ρ(DO)在2.0 mg/L以上,有利于抑制水体中嗅味物质的产生,可提高河流水体的微生物安全性.      

螺旋霉素废水处理过程中菌群结构、水质特征及抗性基因之间关系分析

抗生素制药废水常含有大量抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARG）,传播抗性污染的风险高于城市污水,但目前人们对抗生素制药废水处理过程中ARG转归影响机制研究尚有不足.本研究采用高通量测序考察某螺旋霉素制药废水厂A²O工艺过程中菌群结构变化,并通过多种统计学分析方法考察菌群结构、水质特征及ARG之间的相互关系.结果表明,生物处理单元中污泥的菌群结构受进水水质影响较小,其中厌氧和缺氧池中均以产甲烷菌与硫酸盐还原菌为优势菌,好氧池和二沉池中优势菌群的功能较为复杂;A²O系统对常规污染物去除效果较好,但不能稳定削减潜在致病菌丰度.水质特征、菌群结构和ARG之间存在显著相互影响关系,其中废水处理过程中生物量、NH₄⁺-N和化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）与ARG和可移动遗传元件（mobile genetic elements,MGE）的分布密切相关.在水相和泥相中对ARG和MGE产生显著影响的菌属不同,而且泥相中有更多的潜在致病菌与ARG显著相关性,即污泥中微生物同时获得耐药性和致病性的可能性比水相中高.本研究可为今后抗生素制药废水处理过程的抗性污染控制提供科学参考.     

Microbial safety control of compost material with cow dung by heat treatment

Various kinds of pathogenic bacteria derived from the intestinal tract of animals exist in compost material like cow dung.In order to sterilize the pathogenic bacteria completely in compost material,the cow dung was put into a heat treatment machine in pilot plan, and harmless condition in short time was examined.The results indicated,pathogenic indicator bacteria such as coliform bacteria, fecal coliform,Escherichia coli and salmonella were all 10~6 cfu/g dw at the beginning,died rapidly when cow dung temperature rose to above 50℃,and not detected at 54-68℃for 6-24 h heat treatment.Coliform bacteria and salmonella in heated cow dung were not detected by re-growth culture and enrichment culture examination.Moreover,it was hardly influenced on the fermentation ability of composting microbe,organic decomposition bacteria.During heat treatment,the mesophile decreased rapidly and the thermophile stabilized or increased,and the most of composting microbe were bacillus in cow dung by fluorescence microscope,this indicated that bacillus was dominator and composting microbe in composting process.     

饮用水深度处理活性炭池中微生物群落分布研究

采集2种炭龄饮用水深度处理活性炭池表面生物膜,提取微生物总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究.结果表明,5 a炭龄炭样克隆文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属11个细菌类群,分别为α-Proteobacteria(26....     

生物膜慢滤-消毒对二级出水中条件致病菌的去除效能

再生水回用是解决水资源危机的重要途径。但是城市污水厂二级出水中仍含有大量条件致病菌，潜在威胁着人类的身体健康。本文以生物膜慢滤-消毒作为深度处理工艺，探究该工艺对条件致病菌(军团菌、铜绿假单胞菌)与大肠杆菌的去除效能及机制。结果表明：相同滤速下，生物膜慢滤较慢滤对条件致病菌的去除效果好；滤速越小对条件致病菌的去除效果越好，最佳滤速为5 cm/h,此时生物膜慢滤对二级出水中军团菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌的去除率分别为92.9%、94.0%、65.7%;慢滤与生物膜慢滤对颗粒黏附态条件致病菌的去除效果优于自由悬浮态条件致病菌，对颗粒黏附态条件致病菌的去除率均在90%以上。在最佳滤速下，对生物膜慢滤出水用次氯酸钠(NaClO)和紫外(UV)进行消毒，根据投加消毒剂后水中的条件致病菌含量，确定NaClO最佳投加质量浓度为8.0 mg/L(以有效氯质量浓度计),UV的最佳辐射强度为40 mJ/cm²;紫外消毒较次氯酸钠消毒对慢滤出水中条件致病菌的去除效果更佳。在生物膜中存在假单胞菌属、嗜酸菌属、鞘氨醇单胞菌属与乳酸菌属，这些菌属均对条件致病菌的生长起到一定的抑制作用。NaC...