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近年来,水环境中抗生素的检出不断被报道,引起了公众“喝水等于吃药”的不安反应,直接触动了公众在水安全领域的敏感神经,同时抗生素和抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Gene,ARG)等新型污染物也逐步引起了广泛关注。抗生素抗性基因能在环境中持久性残留,并且可在不同环境介质中传播和扩散,因此抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物已经成为环境学科领域的研究热点之一。污水处理系统中包含的抗生素、整合子、大量微生物等因素都可能会对抗生素抗性基因的形成、水平转移和扩增起到积极作用,因此污水处理厂被认为是抗生素抗性基因的一个重要储存库。本研究对浙江省境内一家城市污水处理厂的二级出水和紫外消毒处理后出水进行采样,对尾水中的抗生素抗性基因(四环素类:tetA、tetM、tetO、tetQ、 tetW基因;磺胺类:sulⅠ、sulⅡ基因)的丰度进行调查,使用分子生物学手段进行四环素类和磺胺类抗性基因的定性定量研究,揭示紫外消毒处理对于抗性基因的作用;同时在实验室条件下对尾水进行紫外消毒、氯消毒、臭氧消毒小试试验,探究不同消毒方法在抗生素抗性基因削减过程中所起的作用,为实际应用提供理论依据和参考。结果表明:(1)本研究选取的抗生素抗性基因,在不同季节的污水处理厂尾水中均有检出,sulⅠ检出丰度最高,tetW检出丰度最低。该污水处理厂的消毒工艺能够削减尾水中的抗生素抗性基因,削减的数量级在0.04~0.98之间,但尾水抗性基因丰度依然较高,仍然具有潜在的环境健康风险。(2)紫外消毒处理过程中,随着紫外剂量的增加,抗生素抗性基因的丰度指数递减(R2=0.68~0.92)。经高剂量的紫外消毒,尾水中除tetQ外的四环素类抗性基因均能被去除至低于检测限,但磺胺类抗性基因sulⅠ并不能被有效去除,同时经紫外消毒处理后磺胺甲恶唑耐药菌的比例显著升高(紫外剂量20mJ/cm2时,耐药菌比例由29.43%上升至52.88%),磺胺类耐药菌具有UV耐受性可能是导致sulⅠ难以被有效去除的主要原因。在0~5mg/L有效氯浓度下,接触时间为30min的氯消毒处理过程中,抗生素抗性基因的丰度随着有效氯浓度的增加呈现线性递减(R2=0.77~0.99)。高浓度(5~50mg/L有效氯)的氯消毒处理,能基本去除磺胺类抗性基因,但难以完全去除四环素类抗性基因tetQ,同时低剂量的氯消毒处理后磺胺甲恶唑耐药菌比例显著降低,而四环素耐药菌比例有所提升,说明氯消毒能够有效去除磺胺类抗性基因及其耐药菌,氯消毒处理后仍存在的四环素耐药菌可能主要含有tetQ基因。臭氧消毒在浓度为2mg/L时,对于四环素类抗性基因的丰度均有较高的去除,但继续增加臭氧的浓度并未明显增强去除能力。(3)氯消毒相比于其他两种消毒方法,更能有效的去除磺胺类抗性基因,在氯浓度为32mg/L时,去除率分别可达99.21和99.61%。经过紫外、氯、臭氧消毒处理,总可培养细菌、四环素耐药菌、磺胺甲恶唑耐药菌和多重耐药菌的数量均有所降低。其中臭氧的杀菌能力最强,当臭氧浓度为2mg/L时,可分别降低四环素耐药菌和磺胺甲恶唑耐药菌的浓度2.46、2.10个数量级。(4)相关性分析表明,消毒处理过程中,部分抗性基因的丰度和相应耐药菌浓度存在一定的相关性(P<0.05);微生物量的减少是消毒处理削减抗生素抗性基因的重要原因之一;Ⅰ类整合子基因intlⅠ在污水处理厂的尾水中,与磺胺类抗性基因sulⅠ显著相关(R2=0.83,P<0.01),同时在3种消毒处理的进程中,包括sulⅠ在内的部分抗性基因也与Ⅰ类整合子表现出显著的相关性,表明Ⅰ类整合子在抗性基因的污染和转移过程中,扮演着重要的抗性基因载体角色。(5)通过DNase Ⅰ酶处理试验表明,紫外消毒和臭氧消毒处理后,细菌凋亡,菌体内的DNA释放,尾水中的抗生素抗性基因大多存在于这些游离态DNA中。因氯消毒的灭菌机制和紫外、臭氧消毒存在差异,氯消毒处理尾水后抗生素抗性基因仅部分存在于游离态DNA中。