分流制雨水管網(wǎng)沉積物中典型抗生素抗性基因污染特性
發(fā)布時(shí)間:2021-07-24 21:45
針對(duì)城市雨水管網(wǎng)沉積物中抗生素抗性基因(ARGs)污染特性尚不清楚的問(wèn)題,本研究選擇南京江北新區(qū)3種不同功能區(qū)(文教區(qū)、交通區(qū)及商業(yè)區(qū))分流制雨水管網(wǎng)沉積物作為研究對(duì)象,考察了各功能區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中細(xì)菌耐藥性,分析了β-內(nèi)酰胺類和四環(huán)素類兩類典型ARGs的組成種類及其相對(duì)豐度差異,重點(diǎn)探討了上述典型ARGs在不同粒徑顆粒中的分布特征.結(jié)果表明,各功能區(qū)可培養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)大小順序?yàn)樯虡I(yè)區(qū)>文教區(qū)>交通區(qū),而攜帶典型ARGs的耐藥菌(ARB)相對(duì)含量大小順序卻為文教區(qū)>商業(yè)區(qū)>交通區(qū);交通區(qū)的典型ARGs相對(duì)豐度高于文教區(qū)和商業(yè)區(qū)1個(gè)數(shù)量級(jí);隨著干期長(zhǎng)度的增加,各功能區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中典型ARGs種類及相對(duì)豐度均有不同程度的減少;隨著顆粒粒徑的減小,文教區(qū)雨水管道沉積物中典型ARGs的豐度變化不大,交通區(qū)的雨水管道沉積物中典型ARGs的豐度則呈增加趨勢(shì),而商業(yè)區(qū)的無(wú)明顯規(guī)律;粒徑較小的顆粒中可移動(dòng)遺傳因子(MGEs)對(duì)ARGs的分布影響更大,且以<75μm粒徑段顆粒中的最明顯(相關(guān)系數(shù)為0.874).
【文章來(lái)源】:環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(11)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
研究區(qū)域采樣點(diǎn)位置分布
將各功能區(qū)不同日期可培養(yǎng)細(xì)菌和ARB數(shù)量進(jìn)行平均,以評(píng)估各功能區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中細(xì)菌耐藥性差異,結(jié)果如表3所示.由表3可知,文教區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)高于交通區(qū).研究表明,人類活動(dòng)對(duì)大氣和土壤中微生物貢獻(xiàn)較大(婁陽(yáng)等,2015;曲浩麗等, 2016),文教區(qū)更多的人類活動(dòng)應(yīng)該是主要原因.相似地,商業(yè)區(qū)有最密集的人流,使得與文教區(qū)和交通區(qū)相比,其可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)最高,是交通區(qū)的3.67倍.比較不同功能區(qū)ARB的平均值可以發(fā)現(xiàn),文教區(qū)雨水管道沉積物中β-內(nèi)酰胺類和四環(huán)素類ARB數(shù)量最多,分別是商業(yè)區(qū)的8.93倍和3.49倍;而交通區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中ARB含量水平在3種功能區(qū)中最低,表明交通區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中ARB污染程度較低.表3 各功能區(qū)可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)和ARB數(shù)量Table 3 Number of cultured bacteria and ARB in different functional areas 功能區(qū) 細(xì)菌數(shù)/(cfu·g-1) 可培養(yǎng)細(xì)菌 β-內(nèi)酰胺類ARB 四環(huán)素類ARB 文教區(qū) 1.48×108 18306 38827 交通區(qū) 1.11×108 283 3623 商業(yè)區(qū) 4.06×108 2149 11160
3種功能區(qū)中β-內(nèi)酰胺類及四環(huán)素類ARB的相對(duì)含量均在0.00001%~0.01%之間(圖3),其中,四環(huán)素類ARB的相對(duì)含量與張俊等(2014)檢測(cè)施用豬糞土壤中的相對(duì)含量(0.001%)相近.從圖3可以發(fā)現(xiàn),干期長(zhǎng)度較短(4 d),兩類ARB的相對(duì)含量較大,相比之下,干期長(zhǎng)度為12 d(6月17日)的沉積物樣品中,這兩類ARB的相對(duì)含量呈下降趨勢(shì).這可能是因?yàn)楦善陂L(zhǎng)度增加,管網(wǎng)沉積物中微生物(包括ARB在內(nèi))所需的營(yíng)養(yǎng)物因內(nèi)源消耗而越缺乏,從而增加了微生物死亡幾率,導(dǎo)致ARB數(shù)量下降.由表4可知,文教區(qū)干期長(zhǎng)度與可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)最大(0.17);交通區(qū)干期長(zhǎng)度與四環(huán)素類ARB數(shù)量之間相關(guān)系數(shù)最大(0.379);商業(yè)區(qū)干期長(zhǎng)度與可培養(yǎng)細(xì)菌和兩種ARB數(shù)量之間的相關(guān)系數(shù)均較小(小于0.10).然而,干期長(zhǎng)度對(duì)3種功能區(qū)可培養(yǎng)細(xì)菌和兩種ARB的影響不顯著,這應(yīng)該與微生物生長(zhǎng)代謝直接受土壤沉積物中pH、營(yíng)養(yǎng)鹽及重金屬等環(huán)境條件的影響(Wolters et al.,1991;Baath et al., 1994;王健波等, 2013;張寧等, 2018)有關(guān).
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]污水處理廠中四環(huán)素和磺胺類抗生素抗性基因的分布、傳播及去除[J]. 王國(guó)蘭,馮金露,羅玲,樓莉萍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]土壤中抗生素抗性基因的分布及遷移轉(zhuǎn)化[J]. 張寧,李淼,劉翔. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(07)
[3]抗生素最小抑制濃度法(MICs)評(píng)估環(huán)境大腸桿菌抗生素抗性[J]. 伍嬌,饒大偉,嚴(yán)濤,王爽,陳鵬,張永奎,楊坤. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]南京市春季不同功能區(qū)大氣微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性分析[J]. 曲浩麗,趙娟,肖永良,曹慧. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2016(32)
[5]城市污水管網(wǎng)污染物沉積與沖刷釋放規(guī)律研究[J]. 金鵬康,卞曉崢,焦丁,王斌,石山. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]昆明市不同功能區(qū)排水管道沉積物性質(zhì)[J]. 常海東,金鵬康,付博文,李雪兵,賈銳珂. 環(huán)境科學(xué). 2016(10)
[7]河南洛陽(yáng)市不同功能區(qū)土壤重金屬污染特征及評(píng)價(jià)[J]. 劉亞納,朱書法,魏學(xué)鋒,苗娟,周鳴,關(guān)鳳杰. 環(huán)境科學(xué). 2016(06)
[8]重金屬污染底泥泥沙粒徑分布與重金屬富集規(guī)律研究[J]. 劉旭陽(yáng),馬靜雨,劉長(zhǎng)青,馬濤,康興生,畢學(xué)軍,廖足良. 青島理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[9]城市雨水管網(wǎng)沉積物不同分子量溶解性有機(jī)質(zhì)空間分布及光譜特征[J]. 李昆,李海燕. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè). 2016(02)
[10]上海某高校新校區(qū)中抗生素抗性基因污染狀況分析[J]. 婁陽(yáng),張昭寰,肖莉莉,劉海泉,潘迎捷,趙勇. 微生物學(xué)雜志. 2015(04)
博士論文
[1]聚乙二醇-聚酯-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯三嵌段共聚物納米;蜉d體的研究[D]. 岳鑫業(yè).天津大學(xué) 2012
本文編號(hào):3301487
【文章來(lái)源】:環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(11)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
研究區(qū)域采樣點(diǎn)位置分布
將各功能區(qū)不同日期可培養(yǎng)細(xì)菌和ARB數(shù)量進(jìn)行平均,以評(píng)估各功能區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中細(xì)菌耐藥性差異,結(jié)果如表3所示.由表3可知,文教區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)高于交通區(qū).研究表明,人類活動(dòng)對(duì)大氣和土壤中微生物貢獻(xiàn)較大(婁陽(yáng)等,2015;曲浩麗等, 2016),文教區(qū)更多的人類活動(dòng)應(yīng)該是主要原因.相似地,商業(yè)區(qū)有最密集的人流,使得與文教區(qū)和交通區(qū)相比,其可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)最高,是交通區(qū)的3.67倍.比較不同功能區(qū)ARB的平均值可以發(fā)現(xiàn),文教區(qū)雨水管道沉積物中β-內(nèi)酰胺類和四環(huán)素類ARB數(shù)量最多,分別是商業(yè)區(qū)的8.93倍和3.49倍;而交通區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中ARB含量水平在3種功能區(qū)中最低,表明交通區(qū)雨水管網(wǎng)沉積物中ARB污染程度較低.表3 各功能區(qū)可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)和ARB數(shù)量Table 3 Number of cultured bacteria and ARB in different functional areas 功能區(qū) 細(xì)菌數(shù)/(cfu·g-1) 可培養(yǎng)細(xì)菌 β-內(nèi)酰胺類ARB 四環(huán)素類ARB 文教區(qū) 1.48×108 18306 38827 交通區(qū) 1.11×108 283 3623 商業(yè)區(qū) 4.06×108 2149 11160
3種功能區(qū)中β-內(nèi)酰胺類及四環(huán)素類ARB的相對(duì)含量均在0.00001%~0.01%之間(圖3),其中,四環(huán)素類ARB的相對(duì)含量與張俊等(2014)檢測(cè)施用豬糞土壤中的相對(duì)含量(0.001%)相近.從圖3可以發(fā)現(xiàn),干期長(zhǎng)度較短(4 d),兩類ARB的相對(duì)含量較大,相比之下,干期長(zhǎng)度為12 d(6月17日)的沉積物樣品中,這兩類ARB的相對(duì)含量呈下降趨勢(shì).這可能是因?yàn)楦善陂L(zhǎng)度增加,管網(wǎng)沉積物中微生物(包括ARB在內(nèi))所需的營(yíng)養(yǎng)物因內(nèi)源消耗而越缺乏,從而增加了微生物死亡幾率,導(dǎo)致ARB數(shù)量下降.由表4可知,文教區(qū)干期長(zhǎng)度與可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)最大(0.17);交通區(qū)干期長(zhǎng)度與四環(huán)素類ARB數(shù)量之間相關(guān)系數(shù)最大(0.379);商業(yè)區(qū)干期長(zhǎng)度與可培養(yǎng)細(xì)菌和兩種ARB數(shù)量之間的相關(guān)系數(shù)均較小(小于0.10).然而,干期長(zhǎng)度對(duì)3種功能區(qū)可培養(yǎng)細(xì)菌和兩種ARB的影響不顯著,這應(yīng)該與微生物生長(zhǎng)代謝直接受土壤沉積物中pH、營(yíng)養(yǎng)鹽及重金屬等環(huán)境條件的影響(Wolters et al.,1991;Baath et al., 1994;王健波等, 2013;張寧等, 2018)有關(guān).
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]污水處理廠中四環(huán)素和磺胺類抗生素抗性基因的分布、傳播及去除[J]. 王國(guó)蘭,馮金露,羅玲,樓莉萍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]土壤中抗生素抗性基因的分布及遷移轉(zhuǎn)化[J]. 張寧,李淼,劉翔. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(07)
[3]抗生素最小抑制濃度法(MICs)評(píng)估環(huán)境大腸桿菌抗生素抗性[J]. 伍嬌,饒大偉,嚴(yán)濤,王爽,陳鵬,張永奎,楊坤. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]南京市春季不同功能區(qū)大氣微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性分析[J]. 曲浩麗,趙娟,肖永良,曹慧. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2016(32)
[5]城市污水管網(wǎng)污染物沉積與沖刷釋放規(guī)律研究[J]. 金鵬康,卞曉崢,焦丁,王斌,石山. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]昆明市不同功能區(qū)排水管道沉積物性質(zhì)[J]. 常海東,金鵬康,付博文,李雪兵,賈銳珂. 環(huán)境科學(xué). 2016(10)
[7]河南洛陽(yáng)市不同功能區(qū)土壤重金屬污染特征及評(píng)價(jià)[J]. 劉亞納,朱書法,魏學(xué)鋒,苗娟,周鳴,關(guān)鳳杰. 環(huán)境科學(xué). 2016(06)
[8]重金屬污染底泥泥沙粒徑分布與重金屬富集規(guī)律研究[J]. 劉旭陽(yáng),馬靜雨,劉長(zhǎng)青,馬濤,康興生,畢學(xué)軍,廖足良. 青島理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[9]城市雨水管網(wǎng)沉積物不同分子量溶解性有機(jī)質(zhì)空間分布及光譜特征[J]. 李昆,李海燕. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè). 2016(02)
[10]上海某高校新校區(qū)中抗生素抗性基因污染狀況分析[J]. 婁陽(yáng),張昭寰,肖莉莉,劉海泉,潘迎捷,趙勇. 微生物學(xué)雜志. 2015(04)
博士論文
[1]聚乙二醇-聚酯-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯三嵌段共聚物納米;蜉d體的研究[D]. 岳鑫業(yè).天津大學(xué) 2012
本文編號(hào):3301487
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