本文選題：曝氣生物濾池 + 環(huán)丙沙星　； 參考：《東華大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：由于氟喹諾酮類抗生素(FQs)廣泛使用,大量殘留的FQs通過(guò)各種途徑進(jìn)入環(huán)境中造成一定的污染。長(zhǎng)期微量FQs存在能誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生耐藥性,甚至是產(chǎn)生抗性基因(ARGs),威脅正常的生態(tài)平衡,引起人們的關(guān)注。研究表明,大量的FQs及其ARGs在污水處理廠聚集,甚至在污水廠出水中均被檢測(cè)到。關(guān)于污水廠FQs和ARGs的檢測(cè)以及去除效果的研究日益增多。生物膜法也是一種高效的污水處理工藝,生物膜其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)組成能夠較好的去除污染物。然而,研究微量環(huán)丙沙星對(duì)曝氣生物濾池(BAF)生物膜成分組成及其抗性基因的演變影響機(jī)理尚未明確。因此,本文以BAF生物膜作為研究對(duì)象,探索研究長(zhǎng)期微量環(huán)丙沙星(CIP)作用下,BAF生物膜中不同層次胞外聚合物(EPS)成分變化,以及生物膜胞內(nèi)胞外ARGs的演變情況,并分析EPS、CIP-ARGs、int I1以及CIP四者之間的相關(guān)性。(1)通過(guò)SEM電鏡圖可以觀察到生物膜周邊分布大量的EPS。為確定生物膜EPS提取的最佳方法,采用去離子水作為提取液,對(duì)比考察了8種方法對(duì)生物膜EPS提取效率及其組分含量的影響。結(jié)果表明,熱提法(60oC)對(duì)生物膜緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)提取效率最高,提取量可達(dá)132.0 mg/g VSS,且對(duì)細(xì)胞破壞程度最小,DNA含量約占TB-EPS總量的7.0%,表明熱提法為生物膜EPS提取的有效方法。此外,UV-vis光譜分析結(jié)果進(jìn)一步證實(shí),熱提法在生物膜EPS提取過(guò)程中對(duì)細(xì)胞的破壞程度最輕。FT-IR光譜表明,采用化學(xué)法提取的EPS受到化學(xué)試劑的污染。(2)探討分析不同CIP濃度對(duì)BAF中生物膜的EPS的含量變化的影響。結(jié)果表明,投加CIP后,BAF系統(tǒng)COD、NH4+-N等污染物去除效率都有不同程度下降,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間適應(yīng)后,去除率趨于穩(wěn)定。由化學(xué)分析結(jié)合EEM圖可知,總的EPS中TB-EPS含量最大,蛋白質(zhì)為EPS的主要成分。受不同濃度CIP的影響,BAF生物膜的EPS含量變化明顯。隨著CIP濃度的增加,生物膜中的蛋白質(zhì)的也相應(yīng)增加,這可能是生物膜微生物的毒性對(duì)CIP的一種應(yīng)激反應(yīng)。結(jié)合平行因子分析6組TB-EPS的EEM譜圖,可以確定1種類蛋白類物質(zhì)組分C1、2種類腐殖質(zhì)熒光組分C2、C3。相關(guān)性分析結(jié)果表明,CIP與組件C1的熒光強(qiáng)度Fmax值、蛋白質(zhì)含量顯著相關(guān),而在UV254、DOC、腐殖酸與C3的熒光強(qiáng)度Fmax值相關(guān)性較強(qiáng)。因此,熒光組分強(qiáng)度,可以在一定程度上作為蛋白質(zhì),腐殖酸的定量計(jì)算的依據(jù)。(3)探究持久性微量CIP作用下對(duì)生物膜CIP-ARGs的演變影響。結(jié)果表明:對(duì)比e DNA和i DNA的含量可知,胞外的抗性基因含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于胞內(nèi)抗性基因的含量,大約高1~2數(shù)量級(jí)。此外,對(duì)比底部頂部i DNA含量,par C抗性基因削減大約2個(gè)數(shù)量級(jí),抗性基因oqx B、aac(6')-Ib濃度減少大約1個(gè)數(shù)量級(jí),這說(shuō)明BAF工藝對(duì)于不同抗性基因的削減具有選擇性。投加CIP后,各取樣點(diǎn)抗性基因qep A、par C濃度降低明顯,aac(6')-Ib濃度整體有所提升。相關(guān)性分析表明,CIP與16S r RNA、int I1和aac(6')-Ib基因間存在一定的相關(guān)性。同時(shí),aac基因與DNA、蛋白質(zhì)、TB-EPS以及總的EPS之間均具有較為明顯的正相關(guān)(P0.05)。表明在CIP誘導(dǎo)條件下,aac(6')-Ib基因得以大量表達(dá),其編碼控制合成的蛋白質(zhì)也會(huì)增多,同時(shí)通過(guò)第一類整合子int I1,在同種屬菌株間和不同種屬的菌株之間發(fā)生水平轉(zhuǎn)移,促進(jìn)更多的微生物獲得抗性基因,導(dǎo)致微生物中抗性菌株的增多。
[Abstract]:Because of the widespread use of fluoroquinolone antibiotics (FQs), a large number of residual FQs can cause certain pollution in the environment through various ways. Long trace FQs can induce resistance to microorganism and even produce resistance gene (ARGs), which threatens the normal ecological balance and arouses people's attention. A large number of FQs and its ARGs are found. The sewage treatment plant is aggregated and even detected in the effluent of the sewage plant. Research on the detection and removal of FQs and ARGs in the sewage plant is increasing. Biofilm method is also a highly efficient sewage treatment process. The unique structural composition of the biofilm can better remove the contaminants. However, the study of the micro ciprofloxacin for aeration The mechanism of the composition of the biofilm and the evolution of the resistance genes in the biofilm (BAF) is not clear. Therefore, in this paper, the BAF biofilm is used as the research object to explore the changes in the formation of different levels of extracellular polymers (EPS) in the BAF biofilm and the evolution of extracellular ARGs in the biofilm under the action of CIP, and the evolution of the extracellular ARGs in the biofilm. Analysis of the correlation between EPS, CIP-ARGs, int I1 and CIP four. (1) through SEM electron microscopy, we can observe that a large number of EPS. around the biofilm is the best method to determine the extraction of biofilm EPS, and the deionized water is used as the extraction solution. The effect of the 8 methods on the EPS extraction efficiency and the component content of the biofilm is compared. The results show that the heat is hot. The extraction method (60oC) has the highest extraction efficiency for closely bound extracellular polymer (TB-EPS) of biofilm, the extraction amount can reach 132 mg/g VSS, and the degree of cell destruction is minimal, and the content of DNA is about 7% of the total TB-EPS. It indicates that the thermal extraction is an effective method for the extraction of the biofilm EPS. Furthermore, the result of the UV-vis spectral analysis is further confirmed by the thermal extraction method in the biofilm EP. The light.FT-IR spectra of the cell destruction during the extraction of S showed that the chemical reagent extracted by chemical method was polluted by chemical reagent. (2) the effect of different CIP concentration on the change of EPS content in the biofilm of BAF was investigated. The results showed that the removal efficiency of COD and NH4+ -N of BAF system decreased to a different degree after adding CIP. After a period of time adaptation, the removal rate tends to be stable. By chemical analysis and EEM diagram, the content of TB-EPS in the total EPS is the largest, and the protein is the main component of EPS. The content of EPS in the BAF biofilm is obviously changed by the influence of different concentrations of CIP. As the concentration of CIP increases, the protein in the biofilm is also increased, which may be the biofilm micro The toxicity of biological toxicity to CIP. Combined with the parallel factor analysis of the EEM spectrum of 6 groups of TB-EPS, the fluorescence component of the 1 species of protein substance can be determined by C2. The results of C3. correlation analysis show that the Fmax value of the fluorescence intensity and the protein content of CIP and component C1 are significantly correlated, while UV254, DOC, humic acid and C3. The intensity Fmax value is strong. Therefore, the intensity of the fluorescence component can be used as the basis for the quantitative calculation of the protein and humic acid to a certain extent. (3) to explore the effect of the persistent trace CIP on the evolution of the biofilm CIP-ARGs. The results show that the content of the extracellular resistance gene is far higher than that of the intracellular resistance compared with the content of E DNA and I DNA. The content of the sex genes was about 1~2 order of magnitude. In addition, the par C resistance gene was reduced by about 2 orders of magnitude compared to the I DNA content at the top of the bottom. The resistance gene oqx B, AAC (6') -Ib concentration decreased by about 1 orders of magnitude, which indicated that the BAF process was selective for the reduction of different resistance genes. The correlation analysis showed that there was a certain correlation between CIP and 16S R RNA, int I1 and AAC (6') -Ib genes. Meanwhile, there was a significant positive correlation between the gene and the AAC (6') -Ib genes. It is expressed that the protein of its encoding and controlling synthesis is also increased, and through the first class of integron int I1, the horizontal transfer between the strains of the same genus and the strains of the different species will occur, which can promote more microorganisms to obtain resistance genes and lead to the increase of resistant strains in microbes.

【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：1867838