飲用水活性炭凈水器中抗生素抗性基因的行為特征
發(fā)布時間：2021-01-09 20:55
抗生素濫用引起的微生物耐藥問題日益嚴重。飲用水處理廠是保障飲用水質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),但是現(xiàn)有的飲用水處理系統(tǒng)對抗生素抗性基因等新型污染物的控制能力有限。越來越多的消費者選擇使用家庭凈水器作為保障飲用水質(zhì)量的權(quán)宜之計,其中活性炭凈水器應(yīng)用非常廣泛�？茖W(xué)評估活性炭凈水器中抗生素抗性基因的行為特征,對于飲用水安全保障有重要意義。本研究購置了國內(nèi)外6種具有不同濾芯結(jié)構(gòu)的家用活性炭凈水器,在評估活性炭凈水器對水質(zhì)凈化能力的基礎(chǔ)上,通過熒光定量PCR技術(shù)對其中抗生素抗性基因的動態(tài)變化進行跟蹤研究。通過宏基因組學(xué)全面分析了自來水進水、活性炭表面生物膜和凈水器出水中的抗性基因與菌群結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上甄別了指示菌和關(guān)鍵抗性基因,利用貝葉斯“Source Tracker”方法進行溯源分析,確定自來水進水和活性炭生物膜對出水的貢獻比例,并探討了可移動遺傳元件對抗性基因的影響。研究結(jié)果顯示,活性炭凈水器能長期有效去除余氯,但對有機物的去除效果隨著時間推移而變差�；钚蕴康奈锢硇再|(zhì)對凈水性能影響較大,比表面積越大,微孔含量越高,吸附性能就越強,去除有機物的能力就越高。具有剛性孔隙和漸緊過濾結(jié)構(gòu)的燒結(jié)活性炭能對抗性基因起...
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：92 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
本研究實驗設(shè)置的流程圖，包括六種凈水器，每種三個重復(fù)：（A）實驗過程示意
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章活性炭凈水器中抗生素抗性基因的動態(tài)變化及影響因素21升，這可能是由于WP1中使用的活性炭吸附去除污染物的能力不是很強，而在第四階段活性炭表面形成較為穩(wěn)定的生物膜之后，生物降解發(fā)揮了主導(dǎo)作用，提高了去除污染物質(zhì)的能力。凈水器中對TC去除效果最好的是WP2、WP3和WP4，每個階段平均去除率在5%~8%之間。然而，值得注意的是，凈水器WP5在整個運行階段對TC去除效率均為負，出現(xiàn)了濾后出水中的TC反而高于自來水進水的異�，F(xiàn)象。這可能與該凈水器使用的活性炭性質(zhì)本身有較大關(guān)系，有待對活性炭物理性質(zhì)進行表征后探討。圖2-2活性炭凈水器對TC的去除率隨時間的變化Figure2-2.ThechangeofremovalrateofTCbyactivatedcarbonwaterpurifiers圖2-3顯示了活性炭凈水器對TOC的去除率變化情況，總體上6種凈水器對TOC都具有一定的去除效果。與去除TC實驗結(jié)果相似的是，凈水器中對TOC去除效果最好的也是WP2、WP3和WP4，每個階段平均去除率最高分別達到了25.14%、26.01%和33.50%。凈水器WP2的去除效率隨時間增加呈逐步下降趨勢。凈水器WP3和WP4的去除效率整體上也呈下降趨勢，在第三個階段下降尤其明顯，但是這兩個凈水器去除率最高的都是第二階段，可能是這兩種活性炭在這一階段生物降解開始發(fā)揮作用，而物理吸附性能也尚未衰退，兩者協(xié)同去除有機污染物從而達到了最佳效果。
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章活性炭凈水器中抗生素抗性基因的動態(tài)變化及影響因素22圖2-3活性炭凈水器對TOC的去除率隨時間的變化Figure2-3.ThechangeofremovalrateofTOCbyactivatedcarbonwaterpurifiers2.3.1.1活性炭凈水器對UV254的去除效果UV254的值是254nm紫外光（UV）下的吸光度，水中存在某些機化合物（例如腐殖質(zhì)、木質(zhì)素與一些芳香族化合物等）紫外光的吸收性比較強。UV254測量方法簡單，在水處理過程中常用來評估對有機物的去除效果。如圖2-4所示，與前面的實驗結(jié)果相似，對UV254去除效果最好的凈水器也是WP2、WP3和WP4。它們?nèi)コ首罡叩臅r段均是第一階段，分別達到了59.32%、40.67%和62.90%，而此后去除效率出現(xiàn)了明顯下降。凈水器WP5對UV254的去除效率在運行初期為負，同樣發(fā)生了出水反而高于進水的異常現(xiàn)象，但第二階段開始卻又出現(xiàn)了對UV254微弱的去除效果，這有待進一步研究。圖2-4活性炭凈水器對UV254的去除率隨時間的變化Figure2-4.ThechangeofremovalrateofUV254byactivatedcarbonwaterpurifiers
【參考文獻】：
期刊論文
[1]膜復(fù)合工藝家用廚房凈水器測試及實用性研究[J]. 王睿,劉振印,王耀堂. 給水排水. 2019(04)
[2]地表水體放線菌分離鑒定與致嗅能力研究[J]. 陳嬌,白曉慧,盧寧,王先云,章永輝,吳潘成,郭心馳. 環(huán)境科學(xué). 2014(10)
[3]環(huán)境中抗生素抗性基因的水平傳播擴散[J]. 楊鳳霞,毛大慶,羅義,汪慶,母全華. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2013(10)
[4]凈水器用活性炭的選擇與評價[J]. 齊龍,劉友良. 城市公用事業(yè). 2013(01)
[5]Performance of microbiological control by a point-of-use filter system for drinking water purification[J]. SU Fengyi1,LUO Mingfang2,ZHANG Fei1,LI Peng1,LOU Kai3,XING Xinhui1 1.Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China 2.College of Chemistry and Chemical Engineering,Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3.Institute of Microbiology,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830000,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(09)
[6]家用凈水器去除有機物效果和工藝特點[J]. 常春,鄧慧萍,董秉直,夏麗華. 城市公用事業(yè). 2004(05)
[7]紅球菌屬的分類及應(yīng)用研究進展[J]. 華茍根,郭堅華. 微生物學(xué)通報. 2003(04)
博士論文
[1]南方某市氯胺消毒管網(wǎng)生物穩(wěn)定特性及控制技術(shù)研究[D]. 陸品品.清華大學(xué) 2013
碩士論文
[1]家用活性炭凈水器對飲用水中有機物深度凈化性能研究[D]. 楊琳娜.上海師范大學(xué) 2014
本文編號：2967383
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：92 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
本研究實驗設(shè)置的流程圖，包括六種凈水器，每種三個重復(fù)：（A）實驗過程示意
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章活性炭凈水器中抗生素抗性基因的動態(tài)變化及影響因素21升，這可能是由于WP1中使用的活性炭吸附去除污染物的能力不是很強，而在第四階段活性炭表面形成較為穩(wěn)定的生物膜之后，生物降解發(fā)揮了主導(dǎo)作用，提高了去除污染物質(zhì)的能力。凈水器中對TC去除效果最好的是WP2、WP3和WP4，每個階段平均去除率在5%~8%之間。然而，值得注意的是，凈水器WP5在整個運行階段對TC去除效率均為負，出現(xiàn)了濾后出水中的TC反而高于自來水進水的異�，F(xiàn)象。這可能與該凈水器使用的活性炭性質(zhì)本身有較大關(guān)系，有待對活性炭物理性質(zhì)進行表征后探討。圖2-2活性炭凈水器對TC的去除率隨時間的變化Figure2-2.ThechangeofremovalrateofTCbyactivatedcarbonwaterpurifiers圖2-3顯示了活性炭凈水器對TOC的去除率變化情況，總體上6種凈水器對TOC都具有一定的去除效果。與去除TC實驗結(jié)果相似的是，凈水器中對TOC去除效果最好的也是WP2、WP3和WP4，每個階段平均去除率最高分別達到了25.14%、26.01%和33.50%。凈水器WP2的去除效率隨時間增加呈逐步下降趨勢。凈水器WP3和WP4的去除效率整體上也呈下降趨勢，在第三個階段下降尤其明顯，但是這兩個凈水器去除率最高的都是第二階段，可能是這兩種活性炭在這一階段生物降解開始發(fā)揮作用，而物理吸附性能也尚未衰退，兩者協(xié)同去除有機污染物從而達到了最佳效果。
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章活性炭凈水器中抗生素抗性基因的動態(tài)變化及影響因素22圖2-3活性炭凈水器對TOC的去除率隨時間的變化Figure2-3.ThechangeofremovalrateofTOCbyactivatedcarbonwaterpurifiers2.3.1.1活性炭凈水器對UV254的去除效果UV254的值是254nm紫外光（UV）下的吸光度，水中存在某些機化合物（例如腐殖質(zhì)、木質(zhì)素與一些芳香族化合物等）紫外光的吸收性比較強。UV254測量方法簡單，在水處理過程中常用來評估對有機物的去除效果。如圖2-4所示，與前面的實驗結(jié)果相似，對UV254去除效果最好的凈水器也是WP2、WP3和WP4。它們?nèi)コ首罡叩臅r段均是第一階段，分別達到了59.32%、40.67%和62.90%，而此后去除效率出現(xiàn)了明顯下降。凈水器WP5對UV254的去除效率在運行初期為負，同樣發(fā)生了出水反而高于進水的異常現(xiàn)象，但第二階段開始卻又出現(xiàn)了對UV254微弱的去除效果，這有待進一步研究。圖2-4活性炭凈水器對UV254的去除率隨時間的變化Figure2-4.ThechangeofremovalrateofUV254byactivatedcarbonwaterpurifiers
【參考文獻】：
期刊論文
[1]膜復(fù)合工藝家用廚房凈水器測試及實用性研究[J]. 王睿,劉振印,王耀堂. 給水排水. 2019(04)
[2]地表水體放線菌分離鑒定與致嗅能力研究[J]. 陳嬌,白曉慧,盧寧,王先云,章永輝,吳潘成,郭心馳. 環(huán)境科學(xué). 2014(10)
[3]環(huán)境中抗生素抗性基因的水平傳播擴散[J]. 楊鳳霞,毛大慶,羅義,汪慶,母全華. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2013(10)
[4]凈水器用活性炭的選擇與評價[J]. 齊龍,劉友良. 城市公用事業(yè). 2013(01)
[5]Performance of microbiological control by a point-of-use filter system for drinking water purification[J]. SU Fengyi1,LUO Mingfang2,ZHANG Fei1,LI Peng1,LOU Kai3,XING Xinhui1 1.Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China 2.College of Chemistry and Chemical Engineering,Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3.Institute of Microbiology,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830000,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(09)
[6]家用凈水器去除有機物效果和工藝特點[J]. 常春,鄧慧萍,董秉直,夏麗華. 城市公用事業(yè). 2004(05)
[7]紅球菌屬的分類及應(yīng)用研究進展[J]. 華茍根,郭堅華. 微生物學(xué)通報. 2003(04)
博士論文
[1]南方某市氯胺消毒管網(wǎng)生物穩(wěn)定特性及控制技術(shù)研究[D]. 陸品品.清華大學(xué) 2013
碩士論文
[1]家用活性炭凈水器對飲用水中有機物深度凈化性能研究[D]. 楊琳娜.上海師范大學(xué) 2014
本文編號：2967383
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