1关键词 1Abstract 1Key words 1引言 11 材料与方法 21．1 污泥基本性质 21．2污泥调理方法 21．3 DNA提取 31．4相关指标测定方法 32 结果与分析 42．1 污泥调理对污泥理化性质的影响 42．2 污泥调理对污泥中细胞存活情况与微生物生物量（16S）的影响 42．3 污泥调理对污泥中耐药基因绝对丰度的影响 52．4 污泥调理对污泥中耐药基因相对丰度 62．5 污泥中耐药基因绝对丰度与相对丰度的比较 83 结论 8致谢 8参考文献 8污泥调理对污泥中耐药基因的降解污泥调理可以显著提高污泥脱水性能从而提高污泥处理处置的效率，但是污泥调理降解污泥中耐药基因（ARGs）的能力未受到充分的研究。本实验研究了不同调理方法(聚丙烯酰胺(PAM)的添加、化学酸化、生物沥浸和Fe[III]/CaO)对污泥中ARGs的降解。生物沥浸、化学酸化和Fe[III]/CaO导致污泥中微生物细胞大量裂解从而显著降低其中ARGs的绝对丰度(2.46-8.82数量级)，其中aac(6)-Ib-03、 aadA1、lnuB-02、matA/mel、blaOXA10-01、 mexF和vanYD-01在生物沥浸和Fe[III]/CaO调理后被完全降解。与此同时，生物沥浸和Fe[III]/CaO能够降低污泥中大部分ARGs的相对丰度但化学酸化会导致污泥中ARGs相对丰度显著增加。因此，生物沥浸和Fe[III]/CaO调理能够通过裂解污泥中的微生物细胞达到ARGs绝对丰度和相对丰度的同步降解。
目录
引言
引言 随着抗生素的滥用，环境中的ARGs显著增加[1]。ARGs具有表达和转移的能力进而可能导致病原菌获得很强的耐药性，这对人类健康是一个极大的潜在威胁[2]。污水中含有不同种类高丰度的ARGs并会在水处理过程中富集在污泥中[3], 这导致污泥中的ARGs含量高且种类多。污泥堆肥和厌氧消化是污泥处理处置的主要方式[4],但是这两种方法均无法有效消减污泥中的ARGs。根据Ju[5]等人的研究结果污泥中的ARGs总的丰度只能被消减34%36%，而Tian[6]等人报道即使利用高温厌氧消化的方法也无法消减污泥中氨基糖苷类的ARGs。Su [7]等人则发现在污泥堆肥过程中ARGs的种类和丰度均显著增加。因此，现存的 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
污泥处理处置环节对其中ARGs的影响需要被评估，同时也应该寻找能够消减污泥中ARGs丰度并限制其向环境中传播的处理方法。
污泥具有很高的含水率（97%99%），因此污泥需要进行机械脱水以提高其在后续处理处置中的效率。但是由污泥本身性质的限制，其直接脱水的效果非常差，所以各种污泥调理方法被广泛研究[8]。传统絮凝剂的添加（聚丙烯酰胺（PAM）或三氯化铁）能够通过絮凝污泥提高污泥的脱水速度，但无法提高污泥的脱水程度（获得更加干燥的泥饼）。生物沥浸调理是一种新型的污泥生物调理方法，能够同时提高污泥的脱水速度和脱水程度。在污泥生物沥浸过程中，细胞的大量裂解导致结合水的释放，从而提高污泥的脱水程度，而Fe3+有效絮凝污泥颗粒从而有效提高脱水速率。与此同时微生物细胞的裂解能够导致污泥中ARGs丰度的消减，Czekalski[9]等人及发现高级氧化法能够通过杀死污水中的大肠杆菌来消减其中的sul1。因此，污泥调理方法可能能够通过裂解污泥中的微生物细胞有效的降解其中ARGs。本研究选择能够导致污泥细胞裂解的调理方法(包括生物沥浸、化学酸化和Fe[III]/CaO)进行具体研究，并用常规污泥调理方法(PAM的添加)进行对比。
环境中的ARGs可以通过转导（通过噬菌体），共轭转移（通过质粒和转移结合子），转化（通过与染色体的DNA质粒和其他有机体的DNA合并）等方式在微生物之间转移 [2]。因此，环境中的ARGs极有可能进入病原菌体内，使其对抗生素具有抗性进而危及人类健康 [10]。污泥中的ARGs也具有转移能力，其转移能力一般用一类整合子(intl1)的丰度衡量[6,11,12]。在Su[7]等人的研究中，污泥堆肥并不会降低其中intl1的丰度，而Tian 等人则发现中温厌氧消化和可以使污泥中的intl1丰度降低47.51%。因此，不同调理污泥中intl1丰度也被研究，从而反映调理方法对污泥中ARGs转移能力的影响。
综上，本文具体研究污泥经过不同调理方法(主要包括生物沥浸、化学酸化、Fe[III]/CaO和PAM调理法)后，其中ARGs丰度、微生物细胞完整程度和微生物细胞生物量的改变，试图对污泥调理方法降解ARGs的效果和机制进行系统阐述。
1 材料与方法
1．1 污泥基本性质
堆肥供试污泥取自江苏省无锡市芦村污水处理厂浓缩污泥，pH为7.59，含固率为4.20%，有机质含量为48.9%，污泥比阻为2.84×1012 m/kg，泥饼含水率为82.51%。
1．2污泥调理方法
污泥调理方法主要包括生物沥浸法、化学酸化法、Fe[III]/CaO和PAM调理法。污泥调理处理的详细过程如下所示，每个调理重复三次。
PAM进行化学调理：将平均分子量为3×106g / mol的PAM用蒸馏水制备PAM水溶液（2000mg / L），静置24小时以确保完全溶解[13]。将7.56mL的PAM水溶液加入到250mL的2.3mg / g干污泥的原始污泥中，最后，通过使用摇床将污泥在270rpm下混合1分钟，然后在30rpm下混合9分钟[14]。
Fe[III]/CaO调理：2.63g的0.3 g/g DS CaO加入到含有250g污泥的500mL锥形瓶。将所有锥形瓶在28℃和180rpm的摇床中摇动30分钟以确保完全反应。之后，将1.17g FeCl36H2O加入到以0.08g / g DS的上述污泥中，然后在28℃和180rpm的摇床中振荡30分钟以完成整个调节[15]。
生物沥浸调理：将25mL的A. ferrooxidans LX5接种菌和2.5克FeSO47H2O分别加入到一系列1L锥形瓶中，每个锥形瓶中包含225mL的原始污泥[16,17]。所有锥形瓶在摇床中，在28℃和180rpm的条件下孵育约36小时，直到污泥pH降至约2.5[18]。通过添加基于重量损失的蒸馏水来弥补由于蒸发导致的每个锥形瓶中的水损失。
化学酸化调理：在一系列500mL锥形瓶中进行污泥的化学酸化，每个锥形瓶中添加250mL的原始污泥，利用9.20 M的硫酸将污泥pH调节至2.5，这等同于生物沥浸污泥的pH，然后在28℃的摇床中以180rpm的转速振荡30分钟[8]。由于原污泥具有很强的缓冲能力，为了保证调节好的污泥pH值的稳定性，重复上述过程数次。
表1 污泥经过不同调理后理化性质的变化
Table1 Changes of various properties of sludge under different conditioning methods

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/hxyhj/68299.html