發(fā)布時間：2020-11-02 10:51

　　 眾所周知,如今塑料污染日益嚴峻,且其作為新型污染物抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的傳播載體越來越受到國內(nèi)外的關注。在河口水環(huán)境中,ARGs和塑料廣泛存在,且塑料表面形成的微生物被膜會賦存包括ARGs在內(nèi)的多種污染物,但是這些ARGs的種類和含量如何及其環(huán)境影響因素等還有待研究。本文以長江口濱岸塑料表面微生物被膜為研究對象,以表層沉積物和表層水為對照,調(diào)查了水環(huán)境中不同類型塑料表面微生物被膜中ARGs的分布特征,分析了鹽度、重金屬和總有機碳等理化環(huán)境因子對ARGs賦存的影響。另外,本文還分析了不同類型塑料上生物膜中細菌群落的組成結(jié)構(gòu)及其對ARGs分布的影響,并在此基礎上設計不同類型塑料樣本在自然水體環(huán)境中培養(yǎng)30天的生物膜,進一步探究了生物膜中ARGs的賦存與塑料材質(zhì)之間的關系�；谏鲜鎏骄�,本文主要研究結(jié)果有:(1)長江口濱岸水環(huán)境中廣泛存在附著有生物膜的塑料廢棄物,其中塑料類型以PP和PE為主導。大多數(shù)ARGs在不同類型塑料上的平均豐度高于在沉積物和水中的平均豐度,表明塑料表面形成的生物膜是比表層水和沉積物更主要的ARGs儲存庫。此外,塑料表面生物膜上ARGs的空間分布特征為XP、QYK和LHK的平均豐度普遍高于SDK、WSK、SCK、CY和LCG。(2)整合子基因int I1與sul1、aac(6’)-Ib和Chl呈顯著正相關,表明int I1可能參與調(diào)控了塑料表面生物膜中這些ARGs的產(chǎn)生和增殖。PCA和ANOSIM檢驗結(jié)果顯示,長江口濱岸水環(huán)境中塑料表面生物膜上ARGs絕對豐度和塑料類型之間沒有顯著影響,而ARGs相對豐度在PE材質(zhì)上則明顯偏高。(3)塑料表面生物膜中金屬濃度和長江口水環(huán)境中水體鹽度與大多數(shù)ARGs之間存在相關性,表明它們可能參與調(diào)控了塑料表面生物膜中ARGs的賦存。例如,多種金屬與塑料生物膜中的sul1、sul2、tet W和aac(6’)-Ib呈顯著相關,cop A與塑料生物膜中的ARGs可能具有相同的作用機制;鹽度是調(diào)節(jié)生物膜中ARGs分布的重要因素,而包括TOC、pH、DO和TN在內(nèi)的其他環(huán)境因子與長江口塑料表面生物膜中ARGs的相關性不大。(4)石洞口不同類型塑料表面附著生物膜中,多數(shù)ARGs與移動基因元件(MGEs)和金屬抗性基因(MRGs)之間均存在一定的相關性,尤其是磺胺類抗性基因sul1,四環(huán)素類抗性基因tet A和喹諾酮類抗性基因qnr S與MGEs、MRGs之間存在著極顯著的正相關性,這表明移動基因元件和金屬抗性基因也是影響ARGs的主要環(huán)境因子,它們在一定程度上可能會加速促進生物膜中ARGs在環(huán)境中的傳播與擴散。(5)通過分析不同類型塑料表面微生物被膜中細菌群落的組成結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)塑料表面細菌群落以Proteobacteria和Bacteroidetes和Acidobacteria為主,且細菌群落與多數(shù)ARGs之間同時存在著協(xié)同與拮抗的作用。(6)不同類型塑料樣本在自然水體環(huán)境中培養(yǎng)30天的生物膜中,PE材質(zhì)塑料更容易富集抗生素抗性基因,這可能與不同類型塑料表面的硬度等物理化學因素方面的微小差異有關。
【學位單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：X143;X17
【部分圖文】：

華東師范大學2020屆碩士學位論文第一章緒論3并通過水平轉(zhuǎn)移在不同細菌之間傳播(Wuetal,2019)，因此導致環(huán)境中ARGs種類和豐度均有所增加�？股乜剐曰蛟诒韺铀�、沉積物和微生物被膜中的分布與擴散如圖1-1所示。圖1-1ARGs在不同介質(zhì)中的分布與遷移(Guoetal.,2018a)Figure1-1DistributionandtransferofARGsindifferentmatrix隨著研究工作的開展，水環(huán)境中ARGs的賦存及環(huán)境影響機制越來越受到人們的關注。例如，冀秀玲等檢測黃浦江水域中的ARGs發(fā)現(xiàn)，含量較高的優(yōu)勢抗性基因為sul1、tetM和tetW，且四環(huán)素類抗性基因tetM豐度最高(冀秀玲,2011)。Luo等研究海河流域沉積物樣品中ARGs發(fā)現(xiàn)，含量較高的抗性基因為磺胺類抗性基因sul1和sul2，它們的濃度分別為(7.8±1.0)×109copies/g和(1.7±0.2)×1011copies/g，且對于表層水來說，沉積物是ARGs更重要的儲存庫(Luoetal.,2010)。Lin等(2015)研究發(fā)現(xiàn)，sul1、sul2、tetA和tetW等抗性基因和整合子intI1在長江口及其鄰近海域的沉積物均有所分布，且其分布規(guī)律呈現(xiàn)從口內(nèi)到口外ARGs的豐度逐漸降低，與遼河和大遼河河口中抗生素抗性基因的分布規(guī)律基本一致(Luetal.,2015)。此外，近年來關于微生物被膜中ARGs的賦存報道也越來越多。例如，Guo等人(2018a)調(diào)查了長江口水環(huán)境中微生物被膜、沉積物和表層水三種介質(zhì)中ARGs的分布特征，分析了ARGs在這三種介質(zhì)中的分配情況，結(jié)果表明在長江口濱岸水環(huán)境中微生物被膜是ARGs的一個重要儲存庫，含量普遍高于對應的沉積物和表層水，且微生物被膜中抗生素和重金屬可以促進ARGs的產(chǎn)生和

華東師范大學2020屆碩士學位論文第一章緒論9水環(huán)境不同種類塑料表面附著微生物被膜中ARGs的不同分布特征及其與環(huán)境因子的相關性。具體技術(shù)路線流程如圖1-2所示。圖1-2圖本文技術(shù)路線流程圖Figure1-2Thetechnicalrouteofthispaper1.5研究特色與創(chuàng)新（1）針對ARGs在不同環(huán)境介質(zhì)中的賦存問題，本文較為系統(tǒng)地分析了塑料垃圾表面附著微生物被膜、水和沉積物三種介質(zhì)中ARGs的不同分布特征，證實了塑料表面微生物被膜是ARGs更重要的儲存庫，研究為長江口及其鄰近濱岸水環(huán)境中ARGs的污染狀況與相應治理提供豐富的數(shù)據(jù)支持。（2）針對不同類型塑料表面生物膜中ARGs的賦存問題，本文調(diào)查了長江口水環(huán)境中常見的塑料垃圾種類，查明了長江口不同類型塑料表面附著微生物被

華東師范大學2020屆碩士學位論文第二章長江口水環(huán)境中不同種類塑料表面ARGs的分布特征12近沿海地區(qū)(Shietal.,2014b;Yanetal.,2013)。因此，本章節(jié)實驗選取了長江和中國東海交匯處的長江河口為研究區(qū)域，以長江口濱岸八個點的塑料表面微生物被膜為研究對象，同時以表層沉積物和表層水為對照，調(diào)查河口水體中不同塑料表面ARGs賦存特征及其影響因素，并在此基礎上與重金屬總量及TOC等其他理化指標進行相關性分析，為長江口及其鄰近濱岸水環(huán)境中抗生素抗性基因的污染狀況及塑料污染進行生態(tài)風險評估，并提供一定的理論依據(jù)。2.2材料與方法2.2.1樣品采集與保存本實驗根據(jù)鹽度梯度及不同潮灘環(huán)境選取了長江口南岸沿線八個點作為采樣點，采樣時間為2019年4月。采樣點從北到南分別是滸浦(XP)、七丫口(QYK)、瀏河口(LHK)、石洞口(SDK)、吳淞口(WSK)、三叉口(SCK)、朝陽農(nóng)場(CY)和蘆潮港（LCG），其中XP、SCK、CY和LCG是受長江潮汐影響較大的潮灘環(huán)境；LHK、QYK和WSK分別是瀏河、七浦河和黃浦江與長江交匯的環(huán)境，受到城市內(nèi)河和長江潮汐的共同影響；SDK位于污水處理廠(WWTP)出口附近，會接收大量的生活污水和污泥。以上所述采樣點分布如圖2-1所示。圖2-1長江口采樣點分布圖Figure2-1SamplingsitesalongtheYangtzeEstuary
【參考文獻】

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本文編號：2866951