城镇污水处理系统中4种抗生素抗性基因的沿程变化

包樱钰 谢辉 陈吕军 温东辉,†

研究简报

城镇污水处理系统中4种抗生素抗性基因的沿程变化

包樱钰1谢辉2陈吕军2温东辉1,†

1.北京大学环境科学与工程学院, 北京 100871; 2.清华大学环境学院, 北京 100084; †通信作者, E-mail: dhwen@pku.edu.cn

为探究抗生素抗性基因(ARGs)在城镇污水处理系统中的沿程变化, 针对 4 种关注度较高的 ARGs (,,和bla)和 I 型整合子的整合酶基因(), 选取京津冀地区一座中小城镇的污水处理厂, 使用普通 PCR 和实时荧光定量 PCR 技术, 对各工艺单元的水样进行细胞内 ARGs 和的定性及定量检测分析。结果表明, 4 种 ARGs 和普遍存在于城镇污水处理系统中, 出水中 ARGs 和的绝对丰度降低, 去除量在 1.26~2.30logs 之间。相关性分析表明,和水质因子(pH, COD和NH3-N)可能与 4 种 ARGs 的传播扩散有关。

抗生素抗性基因(ARGs); 城镇污水处理系统; A2/O工艺; 实时荧光定量PCR

由于环境选择压力(抗生素、重金属等)的存在, 抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)得以迅速在环境中产生与传播[1]。与化学污染物不同, ARGs 具有遗传复制、水平转移(horizontal gene transfer, HGT)等生物学特性[2–3], 一旦进入环境就很难控制和消除。因此, 近年来 ARGs 成为备受瞩目的一种新型污染物。研究表明, ARGs 在常规的城镇污水处理厂进、出水中普遍存在[4–5]。城镇污水处理系统中的抗生素、重金属、可移动遗传元件(mobile genetic elements, MGEs)和微生物等可能对ARGs 的形成、水平转移和扩散起到促进作用[6]。因此, 对城镇污水处理厂中 ARGs 赋存特征和去除效果展开研究十分必要。

京津冀地区是我国北方经济的重要核心区, 人口密集, 是抗生素排放强度较大的区域之一[7], 存在潜在的 ARGs 污染风险。……