專(zhuān)利名稱：過(guò)氧化氫耦合超聲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，尤其涉及一種消除水體中抗生素抗性基因污染的方法。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，抗生素抗性基因的污染日趨嚴(yán)重?？股乜剐曰蚴侵?，能夠使微生物對(duì)抗生素類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生抗性的基因。在一個(gè)微生物群體中，并不是所有的個(gè)體都有抗生素抗性基因，由于此類(lèi)基因往往通過(guò)突變產(chǎn)生，所以基因頻率較低。但在含有大量抗生素的環(huán)境中，微生物產(chǎn)生抗生素抗性基因的概率大大增加。研究證實(shí)，微生物可將自身體內(nèi)的抗生素抗性基因釋放到環(huán)境當(dāng)中。存在于環(huán)境中的抗生素抗性基因又可以通過(guò)多種途徑進(jìn)入原本對(duì)抗生素不具有抗性的微生物體內(nèi)，使其擁有抵抗抗生素的能力。這將對(duì)人類(lèi)的生命及健康安全產(chǎn)生極大的隱患。超聲波是指頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌、消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有重要的應(yīng)用。超聲波作用于液體時(shí)可產(chǎn)生大量小氣泡，其成因有二:一是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負(fù)壓，壓強(qiáng)的降低使原來(lái)溶于液體的氣體過(guò)飽和，而從液體逸出，成為小氣泡；二是強(qiáng)大的拉應(yīng)力把液體“撕開(kāi)”，形成一個(gè)個(gè)的空洞，稱為空化?？斩磧?nèi)為液體蒸氣或溶于液體的氣體，甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會(huì)隨周?chē)橘|(zhì)的振動(dòng)而不斷運(yùn)動(dòng)、長(zhǎng)大或崩滅。當(dāng)空化氣泡崩滅時(shí)，周?chē)后w突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)壓力脈沖。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消除水體中的抗生素抗性基因污染，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
本發(fā)明是要解決抗生素抗性基因污染水體這一問(wèn)題，而提供使用過(guò)氧化氫耦合超聲波輻射消除水體中抗生素抗性基因污染的方法。本發(fā)明使用過(guò)氧化氫耦合超聲消除水體中抗生素抗性基因污染的方法，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，使用混凝劑和絮凝劑對(duì)其進(jìn)行混凝沉淀處理，混凝劑與水體的投配比為0.5克/噸飛00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，加入含有過(guò)氧化氫的藥劑，使投加后每立方米水體中過(guò)氧化氫的含量為10克/噸 10千克/噸；
(三)、加入了過(guò)氧化氫的污水進(jìn)行超聲波輻射處理，超聲波聲能密度為I千瓦/噸 100千瓦/噸,超聲波作用時(shí)間為0.5mirT60min，超聲波頻率為20kHz 40kHz。

本發(fā)明的有益效果:(一)、水體中的抗生素抗性基因在過(guò)氧化氫和超聲波輻射的雙重作用下，一方面，過(guò)氧化氫具有極強(qiáng)的氧化性，會(huì)氧化抗生素抗性基因的堿基(腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶)、核糖和磷酸，使抗生素抗性基因的化學(xué)本質(zhì)發(fā)生變化，從而不具有儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的能力；另一方面，超聲波在水體中穿透力強(qiáng)、傳播距離遠(yuǎn)，會(huì)在水體中形成一個(gè)個(gè)空化氣泡。當(dāng)空化氣泡崩滅時(shí)，周?chē)后w突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)壓力脈沖，對(duì)水體中的抗生素抗性基因產(chǎn)生很強(qiáng)的物理破壞作用，使其雙螺旋結(jié)構(gòu)解體、核苷酸鏈斷裂，喪失其所包含的遺傳信息的完整性，使其中包含的遺傳信息無(wú)法傳遞，從而達(dá)到消除抗生素抗性基因污染這一目的；
(二)、過(guò)氧化氫溶液來(lái)源廣泛，使用方便，操作條件好，氧化性強(qiáng)，處理效果顯著；
(三)、超聲波輻射處理方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、處理效率高、能耗低的優(yōu)勢(shì)，使抗生素抗性基因的處理工藝簡(jiǎn)化，處置成本降低。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:·
基于過(guò)氧化氫耦合超聲波輻射消除水體中抗生素抗性基因污染的方法是按下列步驟進(jìn)行的:一、從廈門(mén)市集美區(qū)某污水處理廠二沉池中取水樣5L，通過(guò)PCR擴(kuò)增，檢出以下八種抗生素抗性基因:整合子基因int\、inti,磺胺類(lèi)抗性基因sul\、sul2, sulk,四環(huán)素類(lèi)抗性基因ieiA、ieiE、ieiM ;向該水樣中首先加入混凝劑聚合氯化招4mg/L,沉淀30min,使其濁度低于20NTU ;二、步驟一中得到的出水，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的過(guò)氧化氫溶液50g，與此同時(shí)，使用超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)對(duì)其進(jìn)行超聲處理，超聲波頻率為30kHz，超聲波聲能密度為80W/L，處理30min ;三、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:
出水中整合子基因{int\、inti)、磺胺類(lèi)抗性基因(m71、su12、m7A)、四環(huán)素類(lèi)抗性基因Qtetk、tet^L、tetW)濃度如下表:
權(quán)利要求
1.過(guò)氧化氫耦合超聲消除水體中抗生素抗性基因污染的方法，其特征在于:通過(guò)耦合超聲波輻射與投加含有過(guò)氧化氫的藥劑，達(dá)到去除水體中抗生素抗性基因的目的。
2.過(guò)氧化氫耦合超聲消除水體中抗生素抗性基因污染的方法，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0.5克/噸飛OO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，加入含有過(guò)氧化氫的藥劑，使投加后水體中過(guò)氧化氫的含量為10克/噸 10千克/噸； (三)、加入了過(guò)氧化氫的污水進(jìn)行超聲波輻射處理，超聲波聲能密度為I千瓦/噸 100千瓦/噸,超聲波作用時(shí)間為0.5mirT60min，超聲波頻率為20kHz 40kHz。
3.如權(quán)利要求1所述的過(guò)氧化氫耦合超聲消除水體中抗生素抗性基因污染的方法，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、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵。
4.如權(quán)利要求1所述的過(guò)氧化氫耦合超聲消除水體中抗生素抗性基因污染的方法，其特征在于:步驟二中所述的 含有過(guò)氧化氫的藥劑包括下列藥劑:雙氧水、過(guò)碳酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種去除水體中抗生素抗性基因的方法，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)向水體中投加過(guò)氧化氫、同時(shí)伴以超聲波輻射的方法，一方面利用過(guò)氧化氫的強(qiáng)氧化性，對(duì)抗生素抗性基因從化學(xué)反應(yīng)的角度展開(kāi)破壞，氧化其中的堿基、核糖和磷酸，使抗生素抗性基因的化學(xué)本質(zhì)發(fā)生變化，從而不具有儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的能力；另一方面，利用超聲波在在水體中形成一個(gè)個(gè)空化氣泡。當(dāng)空化氣泡崩滅時(shí)，對(duì)水體中的抗生素抗性基因產(chǎn)生很強(qiáng)的物理破壞作用，使其雙螺旋結(jié)構(gòu)解體、核苷酸鏈斷裂，使其中包含的遺傳信息無(wú)法傳遞，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)C02F1/30GK103159314SQ201310102968
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