污水处理厂消毒技术对抗生素抗性菌的强化去除

基于消毒技术对污水处理厂出水中总异养菌(total heterotrophic bacteria,HPC)及5种抗生素抗性菌(antibiotic resistant bacteria,ARB):氨苄霉素抗性菌(AMP)、红霉素抗性菌(ERY)、四环素抗性菌(TET)、卡那霉素抗性菌(KAN)、环丙沙星抗性菌(CIP)的去除情况研究,分析消毒技术对ARB的强化去除效果.结果表明,实际污水处理厂的紫外消毒对ARB去除率仅为18.2%~40.9%,且AMP含量最高;另外,消毒技术对ERY有选择性去除效果,对其他4种ARB无明显选择性去除效果(P0.05);最后结合次氯酸钠、臭氧、紫外消毒处理对COD、NH_4~+-N的去除效果,确定强化去除ARB的消毒方式中臭氧,次氯酸钠和紫外的最佳浓度和剂量依次为5.0 mg·L~(-1)、25.0 mg·L~(-1)和45.0 m J·cm~(-2),ARB去除率依次为45.5%~74.5%、66.1%~85.5%、68.6%~85.5%,另外次氯酸钠耦合紫外消毒强化去除ARB的效果更佳.     

有机蔬菜中抗生素抗性基因的赋存特征和食用风险

有机农业中畜禽粪便等有机肥的大量施用使得农业土壤成为新污染物抗生素抗性基因（ARGs）的重要储存库和传播源,极大地增加了有机农产品中ARGs的食源性传播风险. 然而,不同类型有机蔬菜中ARGs的污染程度及其驱动因素仍尚不清楚. 基于此,本研究以有机种植和传统种植的青萝卜（Raphanus sativus L.）和香菜（Coriandrum sativum L.）为代表,采用实时荧光定量PCR和16S rRNA测序技术对比分析了两类蔬菜表面细菌和内生细菌中ARGs和可移动基因元件（MGEs）的丰度以及微生物群落结构的差异. 结果表明,与传统种植方式相比,有机种植方式显著促进了蔬菜表面和内生细菌中ARGs的富集,促进程度高达78.9倍和1.99倍. 与香菜相比,青萝卜的ARGs富集程度更高. 与ARGs相似,有机种植蔬菜内生细菌中MGEs的丰度显著高于传统种植方式的蔬菜,且MGEs的丰度与ARGs的丰度显著正相关（P<0.05）,表明有机种植方式通过促进基因的水平转移增加了蔬菜内生微生物组中ARGs污染水平. 此外,网络分析显示有机种植方式下ARGs与细菌间的相互作用更复杂,富集了30个潜在宿主菌,其中14个细菌属（如Microbacterium、Aeromicrobium、Glutamicibacter）与高风险ARGs（aadA、tetM、floR）显著相关. 以上研究结果表明有机种植方式能够通过引入潜在的ARGs宿主菌和富集MGEs,增加ARGs的人体摄入风险,且与根茎类蔬菜相比,叶菜类蔬菜受有机种植方式的影响更大. 研究结果为评估有机农业生态系统中可生食蔬菜ARGs污染的健康风险评估提供了理论依据.     

黄河中游地区生态敏感性时空分异特征

黄河中游生境脆弱,是黄河流域生态问题最为突出的地区之一. 开展黄河中游生态敏感性研究,可为区域生态系统修复与保护提供参考. 根据区域实际情况,选取水土流失、土地沙化和生物多样性这3个生态敏感性指数,运用空间距离指数法构建综合生态敏感性指数,借助空间自相关分析、格网编码分析及地理探测器探究2005~2020年黄河中游地区生态敏感性的时空分异特征及驱动因子. 结果表明：①2005~2020年黄河中游综合生态敏感性具有明显的空间分异性,总体上呈“西北高、东南低”的分布格局. 从时间上看,黄河中游综合生态敏感性指数平均值从2005年的6.854持续下降至2020年的6.350,区域生态敏感性降低. ②2005~2020年黄河中游综合生态敏感性具有显著的空间正相关性,空间聚集性较强. 然而,随着时间的推移,空间聚集性逐渐减弱. ③2005~2020年黄河中游综合生态敏感性整体变动较小,变动0次和1次的区域面积占总面积的70.79%;生态敏感性有所升高的区域主要位于关中平原和豫西北地区,长期保持高值敏感状态的区域主要位于泾河流域北部、无定河流域和鄂尔多斯高原东北部,未来需重点关注这些地区. ④植被覆盖度是黄河中游综合生态敏感性空间分异的主要驱动因子,生物丰度指数是次要因子. 总体上看,黄河中游地区综合生态敏感性逐渐降低,生态环境改善. 研究可为黄河中游地区生态系统保护及高质量发展提供借鉴.     

我国南方水稻产地镉环境质量类别划分技术

针对我国耕地质量类别划分技术及方法体系不完善的现状,提出应用物种敏感性分布法(SSD)基于不同保护率建立\"优先保护类、安全利用类和严格管控类\"的土壤镉划分阈值,并对其合理性和科学性验证.结果表明,我国南方水稻产地土壤pH、土壤有机质(SOM)和阳离子交换量(CEC)对水稻富集镉的影响均达到了极显著水平(P<0.01),...     

重庆市煤矸山周边农产品镉健康风险评价及土壤环境基准值推导

以重庆市煤矸山周边农用地土壤和农产品（玉米和水稻）为研究对象,测定土壤和农产品（玉米和水稻）中Cd含量,评估摄入农产品（玉米和水稻）对人体的潜在健康风险,并基于物种敏感性分布法（SSD）推导土壤环境基准值.结果表明,重庆煤矸山周边旱地土壤Cd含量超风险筛选值的点位占55.8%,水田土壤Cd含量超风险筛选值的点位占31.6%,土壤Cd以较高生态危害和高生态危害为主,分别占47.4%和36.8%.玉米Cd含量超标点位占4.4%,水稻Cd含量均未超标.健康风险评价表明因食用玉米和水稻摄入Cd的非致癌健康风险可忽略,食用玉米摄入Cd存在可耐受致癌健康风险,食用水稻摄入Cd存在不可耐受致癌健康风险,且玉米和水稻Cd含量敏感度最高.SSD推导出煤矸山周边旱地土壤在pH≤5.5、5.57.5时Cd的环境基准值分别为0.491、0.382、0.376和0.588 mg ·kg^-1,水田土壤Cd的环境基准值为0.807 mg ·kg^-1.水田土壤和旱地土壤pH≤7.5时,现行土壤标准（GB 15618-2018）相对偏严;旱地土壤pH>7.5时,现行土壤标准（GB 15618-2018）相对偏宽松.应加强煤矸山周边土壤Cd污染防治和农产品安全利用研究,并对土壤Cd环境基准值进行适当调整.     

崇明东滩湿地干湿交替过程脲酶活性变化初探

以典型滨海湿地——崇明东滩为原型区域,采集湿地沉积物及海水样品,通过土柱模拟方法(30、35、40℃),研究了半月潮(15d左右为周期的\"大潮\")与日潮(一个太阴日内出现的涨潮和落潮)水分生态过程沉积物脲酶(Urease)活性及溶解性有机氮(DON)与铵态氮(NH+4-N)含量等的变化,计算了Urease活性的表观温度敏感性系数(Q’10),旨为揭示典型滨海湿地潮汐驱动下周期性干湿交替过程沉积物Urease活性的变化规律.半月潮过程,干燥沉积物(1%~3%)淹水后,Urease活性迅速增加.随着沉积物变干,酶活性逐渐下降.Urease活性对沉积物水分变化的敏感性随干湿交替频次的增加而下降.日潮过程对Urease活性的影响较小.30、35、40℃下,酶活性分别为(0.067±0.018)、(0.143±0.027)、(0.028±0.011)g·(10 g·h)-1.相比较而言,半月潮过程Urease活性明显低于日潮过程.这表明,干湿交替显著降低了沉积物Urease活性(30、35℃).半月潮过程中,沉积物Urease活性Q’10的最高值出现在35~40℃,而日潮过程中出现在30~35℃.因此,干湿交替可能增高了Urease活性Q’10的温度响应范围.此外,半月潮过程中,Urease活性主导着沉积物NH+4-N含量的变化(30、35℃),但其与DON含量之间并无显著相关性.日潮过程Urease活性与NH+4-N和DON含量之间均不显著相关.     

抗生素抗性基因在典型行业和市政污水中的污染特征及消减研究进展

抗生素在养殖、制药及医疗卫生行业中的广泛使用导致环境中的抗性细菌（Antibiotic resistance bacteria, ARB）及抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）浓度日益增加,甚至已经威胁到人体健康.本文在总结大量文献的基础上,阐述了ARB和ARGs在抗生素典型行业（包括养殖业、制药业和医疗卫生业）和市政污水中的污染特征,重点介绍了污水处理系统（Wastewater treatment plants, WWTPs）不同处理工艺对抗性细菌和抗性基因消长的影响及机制,最后针对污水处理系统中抗性基因的消减提出了新的见解,并对今后研究方向进行了展望.     

ASM1耦合曝气模型对污水处理厂的模拟研究

为了更好地模拟污水处理厂实际的曝气方式及溶解氧浓度,采用更加精确的曝气模型对某污水处理厂进行了模拟研究.该模型考虑了污泥浓度、堵塞及温度等因素对氧传质的影响,并将该曝气模型与ASM1相耦合.首先,通过灵敏度分析确定了对该污水处理厂出水指标影响较大的参数,分别为异养菌产率系数YH、异养菌最大比增长速率μH、自养菌最大比增长速率μA及自养菌氧利用半饱和系数KOA.然后,测定部分灵敏度较高的参数并使用测量结果对模型进行校正,校正结果使用希尔系数表征.最后,使用另一批数据对校正参数进行验证.模拟的COD、氨氮、总氮和好氧池末端溶解氧的希尔不等系数分别是0.13、0.23、0.20和0.15,而通过控制溶解氧浓度或理论氧转移效率模型模拟则出现氨氮、溶解氧、总氮及COD的希尔不等系数不同程度上升的结果.校验后的ASM1/曝气耦合模型参数可以很好地应用于污水处理厂的模拟当中,对于优化污水厂曝气控制具有重要意义.     

电化学消毒法对水中大肠杆菌的灭活特性

本研究通过电化学消毒小试装置,系统考察了电极板材料、极板间距、pH、水温、NaCl浓度等因素对水中大肠杆菌CGMCC 1.3373灭活效果的影响,并进一步考察了电化学消毒对抗生素抗性大肠杆菌CGMCC 1.1595的灭活效果及其抗性变化.结果发现,在相同的电化学消毒条件下,阳极采用钌铱涂层的钛电极板的灭活效果显著优于铅涂层和铱钽涂层电极板,并且极板间距为50 mm时灭活率最高.进一步研究表明,电化学消毒法对大肠杆菌的灭活率随水的pH升高而降低,随水温和NaCl浓度升高而升高.在相同消毒条件下,电化学法对四环素抗性大肠杆菌的灭活率显著低于普通大肠杆菌.消毒后存活的抗性菌对四环素、青霉素、氯霉素的抗性,随消毒时间延长呈现先下降后上升的规律.     

我国地表水中磷酸三苯酯的多层次生态风险评估

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)在电缆材料、塑料制品中被大量使用,是地表水中检出频率最高的有机磷酸酯类阻燃剂之一,近年来受到广泛关注。本文通过文献检索TPP的地表水环境暴露浓度以及对水生生物的毒性效应浓度,利用风险商(hazard quotient,HQ)和概率生态风险评价法(probabilistic ecological risk assessments,PERA)对我国主要地表水中的TPP进行多层次生态风险评价。结果显示,TPP在我国地表水中的浓度为0.2～96.3 ng·L~(-1),以生存为测试终点的急性毒性数据推导出的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)为36.49μg·L~(-1),而以繁殖、发育和生长等为测试终点的慢性毒性数据推导出的PNEC值为1.30μg·L~(-1)。基于急、慢性毒性数据计算的风险商均小于0.1。我国地表水中TPP对0.1%到1%的水生生物造成繁殖、发育和生长等慢性毒性影响的概率分别为1.40%和0.04%,存在较低的潜在生态风险。