饮用水活性炭净水器中抗生素抗性基因的行为特征
发布时间：2021-01-09 20:55
抗生素滥用引起的微生物耐药问题日益严重。饮用水处理厂是保障饮用水质量的重要环节,但是现有的饮用水处理系统对抗生素抗性基因等新型污染物的控制能力有限。越来越多的消费者选择使用家庭净水器作为保障饮用水质量的权宜之计,其中活性炭净水器应用非常广泛。科学评估活性炭净水器中抗生素抗性基因的行为特征,对于饮用水安全保障有重要意义。本研究购置了国内外6种具有不同滤芯结构的家用活性炭净水器,在评估活性炭净水器对水质净化能力的基础上,通过荧光定量PCR技术对其中抗生素抗性基因的动态变化进行跟踪研究。通过宏基因组学全面分析了自来水进水、活性炭表面生物膜和净水器出水中的抗性基因与菌群结构。在此基础上甄别了指示菌和关键抗性基因,利用贝叶斯“Source Tracker”方法进行溯源分析,确定自来水进水和活性炭生物膜对出水的贡献比例,并探讨了可移动遗传元件对抗性基因的影响。研究结果显示,活性炭净水器能长期有效去除余氯,但对有机物的去除效果随着时间推移而变差。活性炭的物理性质对净水性能影响较大,比表面积越大,微孔含量越高,吸附性能就越强,去除有机物的能力就越高。具有刚性孔隙和渐紧过滤结构的烧结活性炭能对抗性基因起...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本研究实验设置的流程图，包括六种净水器，每种三个重复：（A）实验过程示意
浙江大学硕士学位论文第二章活性炭净水器中抗生素抗性基因的动态变化及影响因素21升，这可能是由于WP1中使用的活性炭吸附去除污染物的能力不是很强，而在第四阶段活性炭表面形成较为稳定的生物膜之后，生物降解发挥了主导作用，提高了去除污染物质的能力。净水器中对TC去除效果最好的是WP2、WP3和WP4，每个阶段平均去除率在5%~8%之间。然而，值得注意的是，净水器WP5在整个运行阶段对TC去除效率均为负，出现了滤后出水中的TC反而高于自来水进水的异常现象。这可能与该净水器使用的活性炭性质本身有较大关系，有待对活性炭物理性质进行表征后探讨。图2-2活性炭净水器对TC的去除率随时间的变化Figure2-2.ThechangeofremovalrateofTCbyactivatedcarbonwaterpurifiers图2-3显示了活性炭净水器对TOC的去除率变化情况，总体上6种净水器对TOC都具有一定的去除效果。与去除TC实验结果相似的是，净水器中对TOC去除效果最好的也是WP2、WP3和WP4，每个阶段平均去除率最高分别达到了25.14%、26.01%和33.50%。净水器WP2的去除效率随时间增加呈逐步下降趋势。净水器WP3和WP4的去除效率整体上也呈下降趋势，在第三个阶段下降尤其明显，但是这两个净水器去除率最高的都是第二阶段，可能是这两种活性炭在这一阶段生物降解开始发挥作用，而物理吸附性能也尚未衰退，两者协同去除有机污染物从而达到了最佳效果。
浙江大学硕士学位论文第二章活性炭净水器中抗生素抗性基因的动态变化及影响因素22图2-3活性炭净水器对TOC的去除率随时间的变化Figure2-3.ThechangeofremovalrateofTOCbyactivatedcarbonwaterpurifiers2.3.1.1活性炭净水器对UV254的去除效果UV254的值是254nm紫外光（UV）下的吸光度，水中存在某些机化合物（例如腐殖质、木质素与一些芳香族化合物等）紫外光的吸收性比较强。UV254测量方法简单，在水处理过程中常用来评估对有机物的去除效果。如图2-4所示，与前面的实验结果相似，对UV254去除效果最好的净水器也是WP2、WP3和WP4。它们去除率最高的时段均是第一阶段，分别达到了59.32%、40.67%和62.90%，而此后去除效率出现了明显下降。净水器WP5对UV254的去除效率在运行初期为负，同样发生了出水反而高于进水的异常现象，但第二阶段开始却又出现了对UV254微弱的去除效果，这有待进一步研究。图2-4活性炭净水器对UV254的去除率随时间的变化Figure2-4.ThechangeofremovalrateofUV254byactivatedcarbonwaterpurifiers
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜复合工艺家用厨房净水器测试及实用性研究[J]. 王睿,刘振印,王耀堂. 给水排水. 2019(04)
[2]地表水体放线菌分离鉴定与致嗅能力研究[J]. 陈娇,白晓慧,卢宁,王先云,章永辉,吴潘成,郭心驰. 环境科学. 2014(10)
[3]环境中抗生素抗性基因的水平传播扩散[J]. 杨凤霞,毛大庆,罗义,汪庆,母全华. 应用生态学报. 2013(10)
[4]净水器用活性炭的选择与评价[J]. 齐龙,刘友良. 城市公用事业. 2013(01)
[5]Performance of microbiological control by a point-of-use filter system for drinking water purification[J]. SU Fengyi1,LUO Mingfang2,ZHANG Fei1,LI Peng1,LOU Kai3,XING Xinhui1 1.Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China 2.College of Chemistry and Chemical Engineering,Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3.Institute of Microbiology,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830000,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(09)
[6]家用净水器去除有机物效果和工艺特点[J]. 常春,邓慧萍,董秉直,夏丽华. 城市公用事业. 2004(05)
[7]红球菌属的分类及应用研究进展[J]. 华苟根,郭坚华. 微生物学通报. 2003(04)
博士论文
[1]南方某市氯胺消毒管网生物稳定特性及控制技术研究[D]. 陆品品.清华大学 2013
硕士论文
[1]家用活性炭净水器对饮用水中有机物深度净化性能研究[D]. 杨琳娜.上海师范大学 2014
本文编号：2967383
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本研究实验设置的流程图，包括六种净水器，每种三个重复：（A）实验过程示意
浙江大学硕士学位论文第二章活性炭净水器中抗生素抗性基因的动态变化及影响因素21升，这可能是由于WP1中使用的活性炭吸附去除污染物的能力不是很强，而在第四阶段活性炭表面形成较为稳定的生物膜之后，生物降解发挥了主导作用，提高了去除污染物质的能力。净水器中对TC去除效果最好的是WP2、WP3和WP4，每个阶段平均去除率在5%~8%之间。然而，值得注意的是，净水器WP5在整个运行阶段对TC去除效率均为负，出现了滤后出水中的TC反而高于自来水进水的异常现象。这可能与该净水器使用的活性炭性质本身有较大关系，有待对活性炭物理性质进行表征后探讨。图2-2活性炭净水器对TC的去除率随时间的变化Figure2-2.ThechangeofremovalrateofTCbyactivatedcarbonwaterpurifiers图2-3显示了活性炭净水器对TOC的去除率变化情况，总体上6种净水器对TOC都具有一定的去除效果。与去除TC实验结果相似的是，净水器中对TOC去除效果最好的也是WP2、WP3和WP4，每个阶段平均去除率最高分别达到了25.14%、26.01%和33.50%。净水器WP2的去除效率随时间增加呈逐步下降趋势。净水器WP3和WP4的去除效率整体上也呈下降趋势，在第三个阶段下降尤其明显，但是这两个净水器去除率最高的都是第二阶段，可能是这两种活性炭在这一阶段生物降解开始发挥作用，而物理吸附性能也尚未衰退，两者协同去除有机污染物从而达到了最佳效果。
浙江大学硕士学位论文第二章活性炭净水器中抗生素抗性基因的动态变化及影响因素22图2-3活性炭净水器对TOC的去除率随时间的变化Figure2-3.ThechangeofremovalrateofTOCbyactivatedcarbonwaterpurifiers2.3.1.1活性炭净水器对UV254的去除效果UV254的值是254nm紫外光（UV）下的吸光度，水中存在某些机化合物（例如腐殖质、木质素与一些芳香族化合物等）紫外光的吸收性比较强。UV254测量方法简单，在水处理过程中常用来评估对有机物的去除效果。如图2-4所示，与前面的实验结果相似，对UV254去除效果最好的净水器也是WP2、WP3和WP4。它们去除率最高的时段均是第一阶段，分别达到了59.32%、40.67%和62.90%，而此后去除效率出现了明显下降。净水器WP5对UV254的去除效率在运行初期为负，同样发生了出水反而高于进水的异常现象，但第二阶段开始却又出现了对UV254微弱的去除效果，这有待进一步研究。图2-4活性炭净水器对UV254的去除率随时间的变化Figure2-4.ThechangeofremovalrateofUV254byactivatedcarbonwaterpurifiers
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜复合工艺家用厨房净水器测试及实用性研究[J]. 王睿,刘振印,王耀堂. 给水排水. 2019(04)
[2]地表水体放线菌分离鉴定与致嗅能力研究[J]. 陈娇,白晓慧,卢宁,王先云,章永辉,吴潘成,郭心驰. 环境科学. 2014(10)
[3]环境中抗生素抗性基因的水平传播扩散[J]. 杨凤霞,毛大庆,罗义,汪庆,母全华. 应用生态学报. 2013(10)
[4]净水器用活性炭的选择与评价[J]. 齐龙,刘友良. 城市公用事业. 2013(01)
[5]Performance of microbiological control by a point-of-use filter system for drinking water purification[J]. SU Fengyi1,LUO Mingfang2,ZHANG Fei1,LI Peng1,LOU Kai3,XING Xinhui1 1.Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China 2.College of Chemistry and Chemical Engineering,Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3.Institute of Microbiology,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830000,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(09)
[6]家用净水器去除有机物效果和工艺特点[J]. 常春,邓慧萍,董秉直,夏丽华. 城市公用事业. 2004(05)
[7]红球菌属的分类及应用研究进展[J]. 华苟根,郭坚华. 微生物学通报. 2003(04)
博士论文
[1]南方某市氯胺消毒管网生物稳定特性及控制技术研究[D]. 陆品品.清华大学 2013
硕士论文
[1]家用活性炭净水器对饮用水中有机物深度净化性能研究[D]. 杨琳娜.上海师范大学 2014
本文编号：2967383
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