海洋厭氧氨氧化菌（MAB）,因其具有的耐鹽特性和低溫耐性,在高鹽廢水的脫氮處理方面具有明顯優(yōu)勢(shì),然而MAB對(duì)于多種抑制因子（重金屬離子及抗生素等）的敏感性導(dǎo)致了其在大規(guī)模工程應(yīng)用中受到限制。氨芐青霉素（AMP）是一種常見(jiàn)的廣譜β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素,具有生產(chǎn)成本低、抑菌效果好、生物毒性弱等優(yōu)點(diǎn),在醫(yī)療衛(wèi)生、漁業(yè)、水產(chǎn)及海產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域被廣泛且大量的使用,然而關(guān)于氨芐青霉素對(duì)MAB脫氮性能的影響卻鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用序批式反應(yīng)器（sequencing batch reactor,SBR）首次研究了氨芐青霉素對(duì)MAB處理高鹽廢水的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在氨芐青霉素的脅迫下,反應(yīng)器中發(fā)生細(xì)胞裂解,混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）一度降低至1.677 g/L,而胞外聚合物（EPS）,如蛋白質(zhì)和多糖,其含量分別上升至325.50和111.81 mg/g VSS。最終,在高濃度氨芐青霉素（300mg/L）的長(zhǎng)期抑制下,反應(yīng)器的脫氮性能明顯降低且無(wú)法自行恢復(fù),總氮去除負(fù)荷（NRR）和比厭氧氨氧化活性（SAA）分別降至0.17 kg N m^-3·d^-1和101... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

部分厭氧氨氧化菌的16SrRNA(485bp)基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)[10]

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文19脫氮菌爭(zhēng)奪底物的困境。因此，在周期157～163期間，反應(yīng)器的脫氮性能逐漸恢復(fù)，NRR從0.36kgN·m-3·d-1上升至0.90kgN·m-3·d-1。然而在周期164以后，MAB的脫氮性能再次受到長(zhǎng)期性的抑制，在25個(gè)周期內(nèi)NRR逐漸降低至本次實(shí)驗(yàn)的最低值0.17kgN·m-3·d-1。根據(jù)先前的研究結(jié)果[46]，OTC是通過(guò)削弱MAB對(duì)亞硝態(tài)氮的耐性而抑制其活性，因此，氨芐青霉素對(duì)MAB脫氮性能的抑制同樣可能出于降低了MAB對(duì)某些抑制因子（如基質(zhì)氮或高鹽廢水的鹽度）的耐受性。雖然在周期190以后，反應(yīng)器的脫氮性能又出現(xiàn)了緩慢的恢復(fù)，但如此長(zhǎng)時(shí)間的累積研究足以證明，高濃度氨芐青霉素（300mg/L）的長(zhǎng)期投加會(huì)相當(dāng)劇烈的抑制MAB的活性與對(duì)高鹽廢水的脫氮性能，并且這一抑制難以憑借MAB自身的耐藥性來(lái)快速恢復(fù)。在該時(shí)期內(nèi)，氨芐青霉素的投加量穩(wěn)定，對(duì)反應(yīng)器的抑制較為明顯，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有利于觀察氨芐青霉素對(duì)反應(yīng)器的深層次影響（如反應(yīng)器內(nèi)的微生物群落演替，以及ARGs分布的變化），是氨芐青霉素抑制機(jī)制及MAB耐藥性相關(guān)研究的重點(diǎn)關(guān)注時(shí)期。3.2其他反應(yīng)器性狀3.2.1污泥性狀及其沉降性能圖3.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程中污泥性狀的變化情況：（a）周期10時(shí)的污泥照片；（b）周期108時(shí)的污泥照片；（c）周期200時(shí)的污泥照片F(xiàn)ig.3.2Variationofsludgecharacteristicsduringoperationalperiod,(a)cycle10;(b)cycle108;and(c)cycle200.毫無(wú)疑問(wèn)的是，厭氧氨氧化反應(yīng)器中的污泥性狀，尤其是其顏色與沉降性能，能夠明確地反映出反應(yīng)器中AnAOB的生長(zhǎng)狀況[80]。在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在周期10（P1，投加氨芐青霉素前）、周期108（P2）與周期200（P4）時(shí)分別通過(guò)排水口

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文28圖3.5檢測(cè)到的抗性基因的分布情況（在周期10、70、150與200）（單位為‰）Fig.3.5.DistributionsofdetectedARGsintotalARGssequences(atcycle10,70,150,and200)(relativeabundance,‰).以章節(jié)2.6所示之方法，本實(shí)驗(yàn)中以細(xì)菌16SrRNA通用基因作為內(nèi)參，以qPCR法檢測(cè)分析13種可能在反應(yīng)器中存在的β-內(nèi)酰胺類(lèi)ARGs（AmpC/blaDHA,blaACC-,blaCMY-2,blaCTX-M-2,blaCTX-M-20,blaCTX-M-7,blaCTX-M-9,IMP,blaMOX/blaCMY,blaSIM-1,blaSPM-1,TEM,VIM），以探究反應(yīng)器對(duì)氨芐青霉素壓力的基因?qū)用娴捻憫?yīng)。其在不同時(shí)期內(nèi)的種類(lèi)與豐度變化情況如圖3.5所示，圖中β-內(nèi)酰胺類(lèi)ARGs的量表示為與16SrRNA基因的比率（即β-內(nèi)酰胺ARGs的相對(duì)豐度）。在不同的時(shí)期內(nèi)，所選擇的13種β-內(nèi)酰胺類(lèi)特異性抗性基因有11種被檢出。隨著氨芐青霉素投加濃度的升高以及抑制持續(xù)時(shí)間的增長(zhǎng)，總ARGs豐度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在周期150時(shí)達(dá)到峰值0.239‰，相比投加先前值（即周期10的0.161‰）提升了48.4%。雖然在第10周期時(shí)已檢測(cè)到一定豐度的ARGs存在，即證明開(kāi)始時(shí)接種的MAB污泥中已存在相當(dāng)程度的ARGs，但顯然，這一結(jié)果足以表明氨芐青霉素的長(zhǎng)期選擇壓力有利于ARGs在反應(yīng)器中的富集。除了ARGs的豐度升高之外，在實(shí)驗(yàn)后期還觀察到反應(yīng)器中ARGs的多樣性增加，檢測(cè)到的ARGs的數(shù)量從4種增加到7種。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，TEM是反應(yīng)器中主導(dǎo)性的ARGs，占總豐度的近70％。TEM類(lèi)β-內(nèi)酰胺酶是一類(lèi)常見(jiàn)的絲氨酸蛋白酶，可通過(guò)使β-內(nèi)酰胺乙�；行У厮馇嗝顾仡�(lèi)抗生素（包括氨芐青霉素）和頭孢菌素[104]。TEM類(lèi)抗性基因的豐度相對(duì)穩(wěn)定，可能有利于低濃度氨芐青

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3517674