抗生素废水处理过程中耐药菌与抗性基因的转归特征与去除机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21207147
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

China is the largest producer of antibiotics in the world, with the largest quantity of discharged antibiotic wastewater. Antibiotic wastewater is full of antibiotic resistance bacteria (ARB) and genes (ARG), which make antibiotic wastewater the important pollutant source of resistance dissemination. However, there is a missing gap of removing ARB and ARG in the antibiotic wastewater at present around the world. Therefore, the purposes of this study aim to improve the removal performance of ARB and ARG in antibiotic wastewater treatment and understand the mechanism of removing ARB and ARG. As the most used antibiotics of human and veterinary, wastewater of ??-lactam or tetracycline antibiotics is selected in this project, and the fate, distribution and removals of ARB and ARG during antibiotic wastewater/sludge treatment processes will be investigated by field survey and lab experiments. As for improving removal performance of ARB and ARG in wastewater and sludge, memberane bioreactor (MBR) and sludge pretreatment-anaerobic digestion processes will be optimised instead of the conventional processes of antibiotic wastewater treatment.Meanwhile, the mechanism of removing ARB and ARG in antibiotic wastewater and sludge treatment processes will be analyzed through investigating links among residual antibiotics, microbial community and ARB & ARG. Results of this project would be beneficial for antibiotic resistance dissemination control in China.
我国是抗生素最大生产与消费国,废水排放量大。抗生素废水及其处理过程产生的污泥中含有大量耐药菌(Antibiotic resistance bacteria,ARB)与抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARG),是抗性传播的重要污染源。但目前国内外缺乏抗生素废水处理过程中ARB与ARG去除的深入研究。因此,本课题以使用最广泛的抗生素β-内酰胺类/四环素类抗生素废水为研究对象,通过现场调查和实验室研究,考察ARB与ARG在抗生素废水、污泥处理过程中的转归特征与去除效果;以提高ARB和ARG去除效果为目的,重点考察膜生物反应器和污泥预处理+厌氧消化工艺对抗生素废水与污泥中ARB与ARG去除效果的影响,优化工艺操作参数;研究处理过程中ARB及ARG与抗生素残留量和微生物群落特征的相互联系,探讨ARB与ARG的去除机制,为我国有效控制抗性传播提供科学依据。

结项摘要

抗生素废水及其剩余污泥中含有大量耐药菌(Antibiotic resistance bacteria, ARB)与抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs),是抗性传播的重要污染源。因此本课题对抗生素废水及其剩余污泥处理过程中ARB与ARGs归趋进行深入研究,以期为控制抗性污染传播提供科学依据。研究结果表明:.(1)螺旋霉素废水处理厂厌氧-缺氧-好氧工艺能有效削减肠球菌;各单元分离出的肠球菌对4种大环内酯类抗生素均为100%耐药;原厂工艺对肠球菌的耐药率并无削减作用,肠球菌ermB检出率在污水处理过程中仅削减9%。废水生物处理对污水中的ermB、ermF、mefA、ereA、mphB和Tn916/1545浓度有削减效果,但会导致ermX、intI1、ISCR1浓度增加。.(2)与现场好氧工艺对比,好氧MBR工艺对肠球菌耐药率、ermB检出率,以及污水中的ARGs和转移元件都有更佳的削减效果,在出水水质指标近似时,HRT越长对肠球菌耐药性和ARGs的处理效果越好。.(3)原厂剩余污泥中含有大量的耐药肠球菌和ARGs,采用微波、热水解、臭氧污泥预处理强化厌氧消化。微波和热水解预处理可显著去除肠球菌,但不能削减肠球菌耐药性,其携带ARGs的检出率不减甚至有所增加,但可有效削减污泥中的ARGs和移动元件,削减效果为热水解>微波>臭氧。.(4)污泥中温厌氧消化可导致ARGs和移动元件总浓度增加,肠球菌对四环素的耐药率增加。厌氧消化后,与未预处理污泥相比,微波和热水解污泥ARGs和移动元件总浓度和丰度最低。.(5)污水和污泥中ARGs受多种因素影响:①转移元件的影响:无论在污水还是污泥中,ermB, mphB,ermX之间的相关性较强,且都受intI1影响较大。②环境因素的影响:污水中COD对Tn916/1545有正向影响,而mefA受氨氮影响显著;ereA,ermB,ermF,mphB与生物量和COD的正相关。污泥中ermB,ermF,ermX,intI1与螺旋霉素和新螺旋霉素残余浓度均密切相关。mphB与螺旋霉素和污泥有机组分相关,mefA受碱度影响较大。③群落结构的影响:浮霉菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和变形菌门对intI1、ermF、ermX正相关,ISCR1与TM7菌门有关,厚壁菌门则对mefA和Tn916/1545有正向影响。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
螺旋霉素制药废水处理过程中耐药菌和抗性基因的转归特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    覃彩霞;佟娟;申佩弘;魏源送
  • 通讯作者:
    魏源送
污水处理厂削减耐药菌与抗性基因的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    佟娟;魏源送
  • 通讯作者:
    魏源送
城市污泥中温厌氧消化过程中厌氧耐药菌的分布与去除研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    佟娟;王元月;魏源送
  • 通讯作者:
    魏源送
MBR工艺处理螺旋霉素制药废水过程中抗生素耐药菌与抗性基因的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生态毒理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张俊亚;佟娟;申佩弘;魏源送
  • 通讯作者:
    魏源送
污水处理过程中细菌整合子的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    覃彩霞;佟娟;申佩弘;魏源送
  • 通讯作者:
    魏源送

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其他文献

污泥性质对微波预处理-厌氧消化的影响及古菌群落结构分析
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201803146
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    房平;唐安平;付兴民;李伟;文洋;佟娟;魏源送
  • 通讯作者:
    魏源送
热水解污泥厌氧消化过程中肠球菌抗生素抗性基因与毒力基因的转归
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201812127
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李慧莉;裴媛玫;李姗;何芙蓉;杨月婷;魏源送;佟娟
  • 通讯作者:
    佟娟
Internal carbon source from sludge pretreated by microwave-H2O2 for nutrient removal in A2/O-MBRs
内部碳源来自经微波-H2O2 预处理的污泥,用于 A2/O-MBR 中的营养物去除
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Environmental Technology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    张晴;佟娟;魏源送;樊耀波
  • 通讯作者:
    樊耀波
不同预处理方法强化抗生素废水剩余污泥厌氧消化实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国沼气
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    路雪婷;徐享;刘吉宝;张俊亚;左壮;张玉秀;佟娟;魏源送;郭盼盼
  • 通讯作者:
    郭盼盼

其他文献

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佟娟的其他基金

肠道病原菌的抗性基因、毒力基因在污泥厌氧消化过程中的转归与去除机制
  • 批准号:
    51578535
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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