魏源送研究组在污泥抗生素抗性基因污染控制取得重要进展
发布时间:2017-05-09
城市污泥既是抗生素抗性基因(ARGs)的重要蓄积库,又是向环境传播抗性的重要污染源。生物处理(如堆肥、厌氧消化)不仅广泛应用于污泥减量化和资源化,也是削减ARGs及控制抗性传播的重要环节。中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室魏源送研究组多年来致力于污泥生物处理的研究与应用,近年来以污泥抗生素抗性基因污染控制为目标,在强化污泥减量化和资源化效果的同时提高抗生素抗性基因污染的削减效果,今年以来研究成果相继发表在重要期刊Water Research(Water Research, http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2016.09.055; Water Research,2016, 91, 339-349)和Bioresource Technology(Bioresource Technology,2016, 217: 28–36;Bioresource Technology,2016, 217: 37–43)。 

  研究组采用实验室研究和现场试验相结合的方式,通过工艺操作参数的优化,分别研究了两种污泥厌氧生物处理(污泥和餐厨混合厌氧消化、基于微波预处理的强化污泥厌氧消化)和两种污泥好氧处理(堆肥和生物干化)对ARGs的削减效果,实现了在强化污泥堆肥、污泥生物干化和污泥厌氧消化的同时对ARGs的有效削减,并对其中的微生物学机理进行了深入探讨。研究结果表明,1)优化的通风策略不仅强化了污泥生物干化效果,而且提高了ARGs和水平转移元件(MGEs)的削减效果。添加沸石粉不仅能够提高污泥堆肥的保氮效果,而且能够有效削减ARGs。2)污泥厌氧消化对ARGs具有一定程度的富集作用,但基于微波预处理的污泥厌氧消化、污泥和餐厨混合厌氧消化,不仅能够强化污泥厌氧消化,而且能有效削减ARGs。综合考虑污泥产甲烷效果、耐药菌与抗性基因的削减效果,基于微波-过氧化氢-碱组合预处理的强化污泥厌氧消化工艺最为适宜。3)统计学分析表明,微生物群落结构演替是影响污泥生物处理过程中ARGs归趋的主导因素,其次是基因水平转移和重金属选择压力。上述研究结果为实现污泥减量化、资源化及其抗性基因污染控制提供了新的思路。 

  上述研究得到国家水专项课题和国家自然科学基金项目资助。论文的第一作者分别是张俊亚助理研究员、佟娟助理研究员,通讯作者为魏源送研究员。

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