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城市雨水径流抗生素抗性基因污染特性及颗粒影响研究

索鹏程  
【摘要】:作为城市水环境污染的主要来源,城市雨水径流污染已成为当前的研究热点之一。特别地,作为一种新型环境污染物,抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)已在城市雨水径流中被频繁检测到。但是,当前对城市雨水径流中ARGs污染特性的研究还相对较少。为此,本研究以南京市江北新区雨水径流为研究对象。通过现场取样调查和实验室测试分析展开研究。通过雨水径流中ARGs污染特性研究,结果表明城市雨水径流中四环素类、β-内酰胺类和磺胺类抗生素抗性菌(Antibiotic resistance bacteria,ARB)总数均在10~2-10~4CFU/m L内,其中居住区中三类ARB数量均最多。可培养细菌及三类ARB细菌数量均与气温呈现显著负相关性(P0.01)。城市雨水径流中检出的ARGs中以核糖体保护机制类(Cellular protection)ARGs为主,磺胺类ARGs在各区域中总ARGs相对丰度中占比最高,达到61.7%-82.3%。总ARGs、四环素类ARGs、磺胺类ARGs和大环内酯-林可霉素-链阳菌素B类(Macrolide-lincosamide-streptogramin B,MLSB)ARGs均与可移动遗传元件(Mobile genetic elements,MGEs)显著正相关(P0.05)。城市雨水径流中ARGs种类及其相对占比与下垫面沉积物相似,但与大气气溶胶中差异较大,表明下垫面沉积物可能是城市雨水径流中ARGs的主要贡献源。通过雨水径流中ARGs的宿主分析,结果表明在门类水平上,Proteobacteria是相对丰度最高的优势菌群,其丰度约占各样品整体的40.80%-83.29%。Proteobacteria、Firmicutes和Chloroflexi对ARGs分布格局的影响显著(P0.05)。属类水平上,不同功能区优势菌群的种类和丰度存在较大差异,Deinococcus、Massilia、Rubellimicrobium和Paracoccus是三个功能区共同的优势菌群。Enterobacter、Acinetobacter和Deinococcus对ARGs分布格局的影响显著(P0.05)。通过雨水径流中颗粒物(Particulate matter,PM)对ARGs分布和传播影响的研究,结果表明75μm的PM中赋存的ARGs最多。相关性分析表明,13种ARGs与PN/PS和Zeta电位呈正相关。75μm的PM体系中接合转移和转化的频率明显高于其他粒径PM和对照组体系。


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