长江下游某水源型水库抗生素与抗性基因赋存特征与风险评价
发布时间：2020-07-29 13:04
【摘要】：该水库位于长江入海口,是上海市一个重要的水源地,其供水量达到719万m~3/d,占上海市原水供应总量的50%以上。目前河流系统到水库系统关于抗生素和抗生素抗性基因的研究较少。因此本文选取该水库为研究对象,对其抗生素的时空分布规律、抗生素生态风险与抗性基因赋存分布特征进行分析。于2016年5月至2017年4月期间,在水库设置4个采样点,对水质进行调查分析,利用三重四级杆液质联用仪检测17种抗生素(磺胺类、喹诺酮类、β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类和其他类抗生素),利用高通量荧光定量测定295种抗性基因(磺胺类、四环素类、氯霉素、β-内酰胺类、大环内脂类-林肯酰胺类-链阳性菌素B类、氨基糖苷类、万古霉素类、多重抗药类和其他类抗生素抗性基因)。得到的主要结论如下:(1)水库对浊度、总氮、硝态氮、氨氮、亚硝态氮均有良好的净化能力,氨氮浓度大部分达到Ⅰ类标准;总磷浓度和高锰酸盐指数达到地表水Ⅱ类标准。(2)水库水体中检出16种抗生素,磺胺类抗生素、喹诺酮类抗生素、β-内酰胺类抗生素、大环内酯类抗生素、四环素类抗生素和其他类抗生素均被检出,其浓度依次为n.d-163.19ng/L、n.d-362.69 ng/L、n.d-404.81 ng/L、n.d-37.36 ng/L、n.d-266.74 ng/L和n.d-95.67 ng/L;沉积物中只检出10种,磺胺类抗生素的浓度范围为n.d-99.68 ng/g,喹诺酮类抗生素浓度为0.58-11.38 ng/g,β-内酰胺类浓度为n.d-22.91 ng/g,大环内酯类为0.41-3.91 ng/g,四环素类浓度为n.d-7.94 ng/g,没有检出其他类抗生素。研究结果表明,夏季沉积物和水体中抗生素浓度低,冬季浓度高。(3)对水库水体中的抗生素进行生态风险评价,结果显示8种抗生素(磺胺喹喔啉、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺喹喔啉、青霉素G、泰乐菌素、氧四环素、多粘菌素B和万古霉素)在整个检测周期均呈现低风险(RQ0.1);4种抗生素(诺氟沙星、环丙沙星、青霉素V和强力霉素)在全年均呈现高风险(RQ1)。(4)水库水体中检出129种抗性基因,沉积物中检出149种抗性基因,抗生素失活机制和外排泵作用机制是水体和沉积物中最主要的两种抗性基因抗性机制。多药类ARGs、beta-内酰胺类ARGs和其他类ARGs在水样和沉积物中相对丰度最高,水体中其月平均值为1.77×10~(-2)、1.16×10~(-2)和2.61×10~(-2);沉积物中月平均值为1.13×10~(-2)、2.09×10~(-2)和1.40×10~(-2)。分析抗性基因的绝对丰度发现,抗性基因在水库中的绝对丰度高于库外,富集倍数在1.76-401.56之间,库内水流缓慢且生物量高可能是造成该现象的原因;且水体和沉积物中intI-1(clinic)均与ARGs之间存在显著正相关性(R~2=0.929,P0.1),整合子在ARGs水平转移和传播中具有重要作用。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X524
【图文】：
图 1- 1 抗生素抗性基因在环境中传播途径Fig 1-1 The transmission of antibiotic resistance genes in the environment1.3.1 地表水Xu 等[24]对珠江三角洲和珠江口的地表径流河流中的抗生素展开研究，共 10 种大环内酯类，氟喹诺酮类和磺胺类的抗生素，研究结果显示抗生素0.7 -127 ng L-1。Du 等人[25]对盐城周围海域的 5 大类共 25 种抗生素出现和况进行研究，结果表明，抗生素在该地区广泛存在，总浓度高达 1349.2 ng喹诺酮类和磺胺类抗生素在总浓度中分别占 46.5％和 21.4％的比重，脱水红磺胺甲恶唑和氟苯尼考的检出率较高，分别达到 70.0％，56.7％和 53.4％苄啶在所有样品中都有检出。Jiang 等人[26]于 2009 年 6 月和 12 月在黄浦江集水样，调查 22 种抗生素（四环素，氯霉素，大环内酯类，氟喹诺酮类，和甲氧苄啶）的赋存情况以及季节变化规律，其中磺胺甲基嘧啶，诺氟沙
上海交通大学硕士学位论文素抗性基因），分析抗生素抗性基因的相对丰度和绝对丰生态风险评价：通过查找急性毒性数据和慢性毒性数据，新兴痕量污染物的预测无效应浓度，并以此为依据对水源价。研究技术路线路线如下图 1-2 所示。
饮用水安全具有重要意义。本章节将分析其水质和传统污染物的污染特测指标有总氮（TN）、硝态氮（NO3--N）、亚硝态氮（NO2--N）、氨氮（NH4+-NTP）、高锰酸盐指数（CODMn）、浊度（NTU）、溶解氧（DO）、温度（（Chl a）、酸碱度（pH）。.2 实验方法2.1 样品采集研究于 2016 年 5 月至 2017 年 4 月赴水库采样，在水库的四个特殊位置点。S1 位于水库外，处于长江下游，该采样点作为水库入水口，水流速变化明显；S2 位处水库内下游水闸，此处具有调节水库蓄水量，维持水恒定的泵站；S3 位处水库内输水泵站，该泵站将水库蓄水作为原水输送各自来水厂；S4 是水库的一个重要巡视点，位于水库中游位置。各采样置如图 2-1 所示。在每个采样点采集 0.5m 深处的水样 10L，在水库中游用抓泥斗采集表层沉积物，用于各项实验分析。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X524
【图文】：
图 1- 1 抗生素抗性基因在环境中传播途径Fig 1-1 The transmission of antibiotic resistance genes in the environment1.3.1 地表水Xu 等[24]对珠江三角洲和珠江口的地表径流河流中的抗生素展开研究，共 10 种大环内酯类，氟喹诺酮类和磺胺类的抗生素，研究结果显示抗生素0.7 -127 ng L-1。Du 等人[25]对盐城周围海域的 5 大类共 25 种抗生素出现和况进行研究，结果表明，抗生素在该地区广泛存在，总浓度高达 1349.2 ng喹诺酮类和磺胺类抗生素在总浓度中分别占 46.5％和 21.4％的比重，脱水红磺胺甲恶唑和氟苯尼考的检出率较高，分别达到 70.0％，56.7％和 53.4％苄啶在所有样品中都有检出。Jiang 等人[26]于 2009 年 6 月和 12 月在黄浦江集水样，调查 22 种抗生素（四环素，氯霉素，大环内酯类，氟喹诺酮类，和甲氧苄啶）的赋存情况以及季节变化规律，其中磺胺甲基嘧啶，诺氟沙
上海交通大学硕士学位论文素抗性基因），分析抗生素抗性基因的相对丰度和绝对丰生态风险评价：通过查找急性毒性数据和慢性毒性数据，新兴痕量污染物的预测无效应浓度，并以此为依据对水源价。研究技术路线路线如下图 1-2 所示。
饮用水安全具有重要意义。本章节将分析其水质和传统污染物的污染特测指标有总氮（TN）、硝态氮（NO3--N）、亚硝态氮（NO2--N）、氨氮（NH4+-NTP）、高锰酸盐指数（CODMn）、浊度（NTU）、溶解氧（DO）、温度（（Chl a）、酸碱度（pH）。.2 实验方法2.1 样品采集研究于 2016 年 5 月至 2017 年 4 月赴水库采样，在水库的四个特殊位置点。S1 位于水库外，处于长江下游，该采样点作为水库入水口，水流速变化明显；S2 位处水库内下游水闸，此处具有调节水库蓄水量，维持水恒定的泵站；S3 位处水库内输水泵站，该泵站将水库蓄水作为原水输送各自来水厂；S4 是水库的一个重要巡视点，位于水库中游位置。各采样置如图 2-1 所示。在每个采样点采集 0.5m 深处的水样 10L，在水库中游用抓泥斗采集表层沉积物，用于各项实验分析。
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 杨晓芳;杨涛;王莹;李烨;;四环素类抗生素污染现状及其环境行为研究进展[J];环境工程;2014年02期
2 祁彦洁;刘菲;;地下水中抗生素污染检测分析研究进展[J];岩矿测试;2014年01期
3 高立红;史亚利;厉文辉;刘杰民;蔡亚岐;;抗生素环境行为及其环境效应研究进展[J];环境化学;2013年09期
4 李U営
本文编号：2774000
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