抗生素废水的生物毒性与微生物耐药性及其控制技术研究

发布时间：2020-07-18 11:33

【摘要】：为控制抗生素废水排放的生物毒性和致微生物耐药性风险，本论文分别考察了多家抗生素废水处理厂进出水的生物毒性，以及市政污水、头孢制药废水、综合制药废水进出水和排水受纳河流上下游中微生物的耐药水平，解析了抗生素废水中微生物获得耐药性的途径，并比较优选出了基于生物安全保障的抗生素废水深度处理技术。主要研究结果如下：（1）所考察的16家抗生素废水处理厂对废水斜生栅藻毒性和费氏弧菌毒性的去除率普遍较高，10家抗生素废水处理厂出水的费氏弧菌毒性不能满足排放标准；废水中大部分有机物和急性毒性是在好氧生物处理阶段被去除的，不同种类抗生素废水的生物毒性与COD和NH3-N均具有显著的Spearman正相关性。（2）头孢制药废水进出水中的乳糖发酵型肠杆菌科细菌对β-内酰胺类抗生素的耐药水平较高，平均耐药率分别为55.1%和82.5%，污水处理工艺虽可削减污水中耐药乳糖发酵型肠杆菌科细菌数量和耐药基因浓度，但会提高污水中的微生物对抗生素的耐药率，并提高耐药基因在微生物中的丰度，市政污水和头孢制药废水出水中乳糖发酵型肠杆菌科细菌的多重耐药指数分别为进水中的1.5倍和1.4倍。（3）受纳制药废水二级出水的综合制药废水处理厂进出水中的乳糖发酵型肠杆菌科细菌对庆大霉素、氨苄西林、阿莫西林、头孢呋辛和头孢曲松的耐药率较高，3座污水处理厂进出水中乳糖发酵型肠杆菌科细菌的多重耐药指数由大到小排序均为：综合制药废水头孢制药废水市政污水；综合制药废水排水造成受纳河流下游中乳糖发酵型肠杆菌科细菌数量比上游平均增加了0.71-log，多重耐药指数提高了近3倍，blaTEM-2基因浓度提高了1000倍以上。（4）综合制药废水具有诱导微生物对抗生素产生耐药的能力，头孢曲松可诱导大肠埃希菌对头孢曲松和阿莫西林产生耐药，且最小抑菌浓度和头孢曲松浓度与培养时间的乘积呈线性相关性，blaTEM-2耐药基因可由沙门氏菌水平转移至大肠埃希菌；解决抗生素废水的致微生物耐药性问题需从抗生素、耐药菌和耐药基因三方面进行控制。（5）经臭氧氧化和芬顿氧化深度处理后的头孢制药废水常规指标和急性毒性均可满足排放标准，二者对头孢菌素的平均去除率均大于97%，对耐药乳糖发酵型肠杆菌科细菌的平均去除率均大于3-log，对blaTEM-2基因的去除率均大于1-log，可作为基于生物安全保障的抗生素废水深度处理技术。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X787
【图文】：

照片,照片,优点,程度

图 1.2 Etest 条的正面和细菌的 MIC 值读取照片展示采用Etest法测试微生物的耐药水平具有自动化程度高的优点，虽然测试成本该 Etest 条能测定的最小 MIC 值

浓度,COD浓度,代号

6家抗生素废水处理厂进出水的COD浓度厂进出水的TSS浓度

浓度,去除率,制药废水,浓度图

-N 浓度图 2.6 16 家抗生素废水处理厂进出水的 TP 浓度由图 2.2~图 2.6 可知，16 家抗生素废水处理厂的进水中都含有高浓度的 TSS（11.3 mg/L~906.0 mg/L）和 COD（1112 mg/L~14159 mg/L）。16 家抗生素废水处理厂对 TSS、COD、NH3-N 和 TP 都表现出了较高的去除效果，其中对 TSS、COD、NH3-N 和 TP 的去除率最高可分别达到 98.8%、99.6%、97.1%和 100.0%。16 家抗生素废水处理厂对 TSS、COD、NH3-N 和 TP 的平均去除率分别为 85.9%、92.4%、80.1%和 91.6%。根据制药废水排放标准的规定，排水中 TSS、COD、NH3-N 和 TP 浓度分别不0100200300400500DB LB SZ HY NZ HZ SY HS HM SF XSK CF KEB JH KS HRHN3N-m(/L)g抗生素废水处理厂代号进水出水排放限值

【参考文献】