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1、精品论文泥龄对 SBR 中四环素和耐药菌去除的影响肖斌，刘鹏程，黄满红（东华大学环境科学与工程学院，上海 201620）5摘要：为了探讨泥龄（Sludge retention time，SRT）对四环素和耐药菌去除的影响，采用厌 氧和好氧 SBR，研究了不同 SRT 条件下 SBR 中四环素和耐药菌的变化情况。结果表明，不 同 SRT 条件下好氧 SBR 中四环素的去除率均高于厌氧 SBR，但在实验 SRT 条件（4d,8d,12d 和 16d）下痕量四环素的去除受泥龄影响较少，痕量抗生素的存在对耐药菌的影响较大，反 应器中每克污泥耐药菌的个数随泥龄的增加而减少。10关键词：环境化学；泥龄；S
2、BR；四环素；耐药菌中图分类号：X172Effect of sludge retention time on removal characteristic on tetracyclines and tetracyclines resistant bacteria in SBR15Xiao Bin, Liu Pengcheng, Huang Manhong(College of Environmental Science and Engineering ,Donghua University, ShangHai 201620)Abstract: In this paper the effects
3、 of different sludge retention time(SRT) on the removal characteristics of tetracycline and tetracyclines resistant bacteria of SBR were studied. The resultsshow that it has a great impact on the resistance of microorganisms in activated sludge for the20existence of trace tetracyclines though the ch
4、anges of SRT didnt have much effect on tetracyclines.The removal efficiency of tetracyclines in aerobic SBR is better than that of anaerobic SBR.The numbers of tetracyclines resistant bacteria which each gram sludge increaseswith the decrease of SRT.Keywords: Environmental chemistry; Sludge retentio
5、n time; SBR; Tetracycline; Resistant bacteria250引言抗生素（Antibiotics）是由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或 其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的小分子天然有机化合物1。 由于抗生素的广泛应用，加之人类对健康的需求日益增加，使得抗生素的消耗量呈几何级数30增长，也导致抗生素不合理使用的情况越来越严重2, 3。而微生物在持续抗生素选择压力下 产生了耐药性，以及可能通过质粒和整合子等广泛传播，导致耐药菌的出现。如果耐药菌携 带的耐药基因传播到致病菌上，并感染人类，将对人类构成严重的威胁4, 5。其中
6、，四环素 具有广谱抗菌性、毒副作用小、成本低廉等优点，是广泛使用的药物6, 7。其在生物体内代 谢程度很低，未经代谢后的残留物可在环境中停留很长时间8。35目前对污水处理系统中的四环素药物和耐药菌的分布进行了一定研究。Lapara 等人9 在德卢斯城市污水处理厂排放到湖泊和河流的污水中发现了较高浓度的可导致超强耐药性 的生物基因。尽管该厂已经使用了一些先进的技术来净化污水，但发现该厂仍是这种耐药基 因的重要来源。Auerbach10在污水处理厂的进水、出水及污泥中均发现了无法被生物处理方 法或紫外消毒方法有效去除的较高浓度耐药抗性菌株或抗生素抗性基因，Gao11也有相似的40报道。本研究通过配
7、水实验中添加四环素，设置空白对照组。对活性污泥 SBR 系统中不同泥基金项目：教育部博士点基金项目(20090075120007)作者简介：肖斌，（1987-）男，硕士研究生，主要研究方向：水污染控制。通信联系人：黄满红，（1978-）女，副教授，主要研究方向：水污染控制和资源化。E-mail: - 5 -龄工况条件下四环素耐药菌和总四环素的去除情况进行分析，以期为环境废水中四环素和四环素耐药菌的污染控制提供参考。1实验材料与方法451.1试验装置设置 4 个不同的 SBR 污泥泥龄、进水四环素浓度为 250gL-1 和 2 个不同的氧环境（好 氧和厌氧），并各设不加四环素的 SBR 反应池作
8、为对照，以便更好地研究四环素耐药菌和 总四环素的去除特性。试验所用反应器均为聚氯乙烯材料的 SBR 反应池，总体积为 12L， 有效容积为 8L，运行周期为 12h。温度控制在 2030。气源采用银湖 SP-780 双头可调50空气曝气泵，以砂头作为微孔曝气器。4 个污泥泥龄分别为 4d、8d、12d 和 16d。不同 SBR 运行条件定期测定混合液中的 pH、MLSS、温度、DO，出水 COD、NH3-N、TP、TN、四 环素浓度和反应池中混合液的耐药菌数。1.2试验配水试验用水为人工模拟生活污水，以葡萄糖、乙酸钠为碳源，NH4Cl 为氮源，KH2PO4 为55磷源，加入适量 Ca、Mg、F
9、e、Cu 等矿物盐后加自来水配制而成。试验污水水质：COD 为200500mgL-1；TN 质量浓度为 2540mgL-1；TP 质量浓度为 2.07.0 mgL-1；四环素质 量浓度为 250gL-1；pH 为 6.09.0。每次换水体积为 6L。实验用活性污泥取自上海某污水 处理厂，且经过 50 天的驯化过程。1.3分析方法60四环素浓度的测定方法采用酶联免疫法。方法的最低检测限为 0.15gL-1，加标回收率 在 73%127%，平均变异系数为 5%。pH 值采用 CT-6020A 型 pH 计；MLSS 按标准方法测 定；温度和 DO 采用溶氧仪(Oxi 330i，德国 WTW 公司)
10、；COD：微波消解-重铬酸钾氧化法； NH3-N 采用纳氏试剂光度法；TP 采用微波消解-钼酸铵比色法；TN 采用碱性过硫酸钾消解- 紫外分光光度法。反应池中混合液的耐药菌数采用平板计数法。652结果与讨论2.1 不同泥龄对四环素耐药菌和四环素的去除特性的影响2.1.1好氧环境下四环素耐药菌和总四环素的去除特性比较在好氧环境、进水四环素浓度为 250gL-1 下，比较不同泥龄对四环素耐药菌和四环素 的去除影响。具体结果见图 1。70从图 1 中可以看出：（1）在好氧环境下总四环素的去除率在 60%97%之间，COD 去除率在 80%90%之 间，总氮去除率在 30%70%之间，总磷去除率在 7
11、0%94%之间，SBR 反应池的运行情况 良好。（2）好氧环境下，各个泥龄条件下，总四环素去除率在 70%-90%左右。75（3）在好氧环境下，泥龄为 4d 时，每克污泥增加的耐药菌数最多；泥龄为 16d 时的最 少（。这说明在好氧环境下，泥龄的延长，在一定程度上有利于缓解四环素耐药菌的增加。图 1 好氧环境下不同污泥泥龄对四环素耐药菌和总四环素去除特性的影响Fig. 1 Effects of SRT on removal characteristic on tetracyclines resistant bacteria and total concentration of80tetracy
12、clines under aerobic condition2.1.2厌氧环境下四环素耐药菌和总四环素的去除特性比较从图 2 中可以看到，在厌氧环境下，四环素的去除率在 60%80%之间，最大值比在好 氧环境小，COD 去除率在 85%左右，总氮去除率在 40%60%之间，总磷去除率在 80%8585%之间。在厌氧环境下，从泥龄 4d 到泥龄 16d 的变化过程中，四环素去除率随着泥龄的增加而 增加。厌氧环境下，泥龄为 16d 时，每克污泥增加的四环素耐药菌数最少，为 0.24109CFUg-1，泥龄为 12d 次之，为 0.62109 CFUg-1，接着是泥龄为 8d，为 1.79109 C
13、FUg-1， 增加量最多的是泥龄为 4d，为 1.87109 CFUg-1。说明在厌氧环境下，泥龄的延长，在一定90程度上有利于缓解四环素耐药菌的增加。1000.6800.4去除率/%60400.220四环素 CODTN TP 耐药菌数00每克污泥增加的耐药菌数/109CFU g1481216泥龄/d图 2 厌氧环境下不同污泥泥龄对四环素耐药菌和总四环素去除特性的影响Fig. 2 Effects of SRT on removal characteristic on tetracyclines resistant bacteria and total concentration of tetr
14、acyclines under anaerobic condition951001051101151202.2 不同泥龄下 SBR 中四环素耐药菌数与四环素去除率的相关性利用 SPSS 分析进水四环素浓度为 250 gL-1 时不同泥龄条件下 SBR 中四环素耐药菌和 四环素的浓度，列如表 1 所示。表 1 SBR 中四环素耐药菌和四环素去除率的相关性Tab.1 Correlation of removal of tetracyclines resistant bacteria and tetracyclines四环素、厌氧耐药菌、厌氧Pearson 相关性-0.399PPearson 相关性
15、0.6010.971*P0.029条件四环素、好氧 耐药菌、好氧注：*. 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。从表 1 可以看到，当进水四环素浓度为 250 gL-1 时，发现好氧环境与厌氧环境下，对 应同一泥龄时，一定时间内增加的四环素耐药菌数和氧环境有关（P8d12d16d，说明在不同氧环境下，SBR污泥泥龄的延长，在一 定程度上有利于缓解四环素耐药菌的增加。且对应污泥泥龄下，与厌氧环境相比，好氧环境 有利于缓解四环素耐药菌的产生。（3）在没有四环素存在条件下各个氧环境对应泥龄增加的四环素耐药菌数和氧环境无 关。参考文献 (References)1251301351 Richardson
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