專(zhuān)利名稱(chēng)：一種消除水體中抗生素抗性基因污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種去除水體中抗生素抗性基因的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)在醫(yī)藥、畜牧和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中大量使用了抗生素?？股氐臑E用導(dǎo)致動(dòng)物體內(nèi)的微生物群落系統(tǒng)對(duì)不同種類(lèi)的抗生素產(chǎn)生抗生素抗性基因(antibioticresistance genes , ARGs),當(dāng)這些微生物通過(guò)牲畜糞便、牲畜尸體等途徑進(jìn)入環(huán)境中后，其所攜帶的抗生素抗性基因極易在環(huán)境中細(xì)菌間的傳播擴(kuò)散，有可能產(chǎn)生能耐受多種抗生素的“超級(jí)細(xì)菌”。目前，抗生素抗性基因作為一類(lèi)新型的環(huán)境污染物，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可能遠(yuǎn)大于抗生素本身所產(chǎn)生的環(huán)境危害?？股乜剐曰蛞驯皇澜缧l(wèi)生組織(WHO)列為21世紀(jì)威脅人類(lèi)健康的重大挑戰(zhàn)之一，并在世界范圍內(nèi)對(duì)控制抗生素抗性基因傳播進(jìn)行戰(zhàn)略部署。紫外線(xiàn)是電磁波譜中波長(zhǎng)從0.01—0.40微米(可見(jiàn)光紫端到X射線(xiàn)間)輻射的總稱(chēng)，是位于日光高能區(qū)的不可見(jiàn)光線(xiàn)，不能引起人們的視覺(jué)。早在17世紀(jì)，人類(lèi)就發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)具有殺菌消毒作用。人類(lèi)對(duì)紫外線(xiàn)消毒技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用則始于20世紀(jì)60年代中葉，并于70年代到80年代初對(duì)紫外線(xiàn)消毒在城市污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了大量早期的研究，這主要是由于當(dāng)時(shí)人們已認(rèn)識(shí)到被廣泛使用的加氯消毒工藝中的余氯對(duì)受納水體中的魚(yú)類(lèi)等生物有毒，而且發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了氯消毒等化學(xué)消毒方法會(huì)產(chǎn)生如三鹵甲烷(THMs)等致癌、致基因畸變的副產(chǎn)物。這些發(fā)現(xiàn)促使人類(lèi)尋求一種更好的消毒方法。加拿大安大略省水資源委員會(huì)于1965年和1969年對(duì)紫外線(xiàn)消毒技術(shù)應(yīng)用于城市污水處理以及對(duì)受納水體的影響進(jìn)行了研究和評(píng)估。其他加拿大研究人員對(duì)紫外線(xiàn)消毒的效果、技術(shù)可行性、影響效果的水質(zhì)因素、對(duì)受納水體中魚(yú)類(lèi)的影響、消毒副產(chǎn)物以及與加氯消毒技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行了大量先 驅(qū)性的研究工作。這些研究結(jié)果表明，紫外線(xiàn)污水消毒技術(shù)可行，可達(dá)到和加氯相同甚至更好的消毒效果。對(duì)受納水體中生物無(wú)毒副作用，不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。以上研究為推動(dòng)紫外線(xiàn)消毒在城市污水處理中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。鑒于傳統(tǒng)的污水處理工藝不僅難以去除抗生素抗性基因，污水處理廠出水還被認(rèn)為是地表水、地下水及土壤中抗生素抗性基因的重要來(lái)源。因此，使用新型的處理工藝去除水體中的抗生素抗性基因，是確保水質(zhì)安全、環(huán)境安全和生態(tài)安全的重要環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
1.本發(fā)明是要解決抗生素抗性基因污染水體這一問(wèn)題，而提供一種去除水體中抗生素抗性基因的方法。2.本發(fā)明一種去除水體中抗生素抗性基因的方法，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn):
(一)、將含有抗生素抗性基因的水體排入混凝沉淀池，使用混凝劑對(duì)其進(jìn)行混凝沉淀處理，混凝劑與水體的投配比為I克/噸 1000克/噸。對(duì)于濁度低于20NTU的水體，可不經(jīng)此步驟直接進(jìn)入下一步驟；(二 )、將從沉淀池排出的污水，導(dǎo)入到濾池中，以進(jìn)一步去除其中所含的懸浮性固體(suspended solids)；
(三)、將濾池中的出水引入到安裝有紫外燈的紫外線(xiàn)水處理裝置中，使用紫外輻射對(duì)污水進(jìn)行處理，紫外輻射的波長(zhǎng)范圍為10nnT400nm，紫外輻射作用時(shí)間為0.5mirT60min。3.本發(fā)明的有益效果:
(一)、水體中的抗生素抗性基因在紫外輻射的作用下，一方面吸收紫外輻射的光子能量，導(dǎo)致維持抗生素抗性基因分子結(jié)構(gòu)的核酸鏈斷裂，使其中包含的遺傳信息完整性受到破壞，無(wú)法表達(dá)；另一方面，紫外輻射誘導(dǎo)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，與構(gòu)成基因的化學(xué)物質(zhì)如堿基、五碳糖、磷酸分子等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成不具有傳遞遺傳信息能力的物質(zhì)。最終結(jié)果是抗生素抗性基因分子的結(jié)構(gòu)完整性受到破壞，構(gòu)成抗生素抗性基因的分子的化學(xué)本質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致其中儲(chǔ)存的遺傳信息無(wú)法表達(dá)，從而達(dá)到消除抗生素抗性基因污染這一目的；
(二)、紫外線(xiàn)輻射處理方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、處理效率高、能耗低的優(yōu)勢(shì)，無(wú)需額外向水體中添加藥劑，使抗生素抗性基因的處理工藝得到有效簡(jiǎn)化，處置成本降低；
(三)、整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，而且自動(dòng)化程度高，便于工業(yè)化應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
一種去除水體中抗生素抗性基因的方法是按下列步驟進(jìn)行的:一、從廈門(mén)市某豬場(chǎng)廢水中取水樣10L，通過(guò)PCR擴(kuò)增，檢出以下九種抗生素抗性基因:整合子基因磺胺類(lèi)抗性基因.5 71、5. 72、5. 7Α,四環(huán)素類(lèi)抗性基因tetA、ieiB、ieiE、ieiM、ieiH;向該水樣中首先加入混凝劑聚合氯化鋁20mg/L，沉淀30min，使其濁度低于20NTU ;二、將其通過(guò)砂濾池進(jìn)行過(guò)濾，以進(jìn)一步去除其中所含的懸浮性固體；三、將步驟二中得到的出水，導(dǎo)入到安裝有紫外燈的紫外線(xiàn)水處理裝置中，使用紫外輻射對(duì)污水進(jìn)行處理，紫外輻射的波長(zhǎng)范圍為256nm,紫外輻射作用時(shí)間為30min ；四、對(duì)步驟二中得到的出水水樣進(jìn)行PCR擴(kuò)增，檢測(cè)其中抗生素抗性基因的濃度，結(jié)果如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種去除水體中抗生素抗性基因的方法，其特征在于通過(guò)混凝沉淀-紫外線(xiàn)輻射法處理受污染水體，達(dá)到消除水體中抗生素抗性基因污染的目的。
2.—種去除水體中抗生素抗性基因的方法，其特征在于通過(guò)以下具體步驟實(shí)現(xiàn): (一)、將含有抗生素抗性基因的水體排入混凝沉淀池，使用混凝劑對(duì)其進(jìn)行混凝沉淀處理，混凝劑與水體的投配比為I克/噸 1000克/噸，對(duì)于濁度低于20NTU的水體，可不經(jīng)此步驟直接進(jìn)入下一步驟； (二)、將從沉淀池排出的污水，導(dǎo)入到砂濾池中，以進(jìn)一步去除其中所含的懸浮性固體(suspended solids)； (三)、將砂濾池中的出水引入到安裝有紫外燈的紫外線(xiàn)水處理裝置中，使用紫外輻射對(duì)污水進(jìn)行處理，紫外輻射的波長(zhǎng)范圍為10rniT400mn，紫外輻射作用時(shí)間為0.5min 60mino
3.如權(quán)利要求1所述的一種去除水體中抗生素抗性基因的方法，其特征在于步驟一中所述的混凝劑包括下列物質(zhì):硫酸鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁鉀、鋁酸鈉、硫酸鐵、高嶺土、聚合氯化招、 聚合硫酸鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種消除水體中抗生素抗性基因污染的方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明要解決抗生素抗性基因污染水體這一問(wèn)題。本方法通過(guò)混凝沉淀-紫外線(xiàn)輻射法，首先去除水體中的懸浮顆粒物含量，使后續(xù)處理中紫外線(xiàn)可以具有更遠(yuǎn)的投射距離；其后使用紫外線(xiàn)輻射的方式，一方面產(chǎn)生羥基自由基等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，與組成抗生素抗性基因的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使其化學(xué)本質(zhì)發(fā)生變化從而導(dǎo)致包含于抗生素抗性基因中的遺傳信息無(wú)法傳遞；另一方面，通過(guò)紫外線(xiàn)的物理輻射作用，破壞抗生素抗性基因的分子結(jié)構(gòu)，使其斷裂為游離的堿基片段，喪失其所包含的遺傳信息的完整性，從而達(dá)到消除抗生素抗性基因污染這一目的。
文檔編號(hào)C02F9/08GK103159357SQ20131010294
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者趙峰, 王魯, 劉玉蕾 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所