專利名稱：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，我國在醫(yī)藥、畜牧和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中大量使用了抗生素。抗生素的濫用導(dǎo)致動物體內(nèi)的微生物群落系統(tǒng)對不同種類的抗生素產(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“超級細(xì)菌”。目前，抗生素抗性基因作為一類新型的環(huán)境污染物，其生態(tài)風(fēng)險可能遠(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)威脅人類健康的重大挑戰(zhàn)之一，并在世界范圍內(nèi)對控制抗生素抗性基因傳播進(jìn)行戰(zhàn)略部署。紫外線是電磁波譜中波長從0.01—0.40微米(可見光紫端到X射線間)輻射的總稱，是位于日光高能區(qū)的不可見光線，不能引起人們的視覺。早在17世紀(jì)，人類就發(fā)現(xiàn)太陽光中的紫外線具有殺菌消毒作用。人類對紫外線消毒技術(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年代初對紫外線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)時人們已認(rèn)識到被廣泛使用的加氯消毒工藝中的余氯對受納水體中的魚類等生物有毒，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)促使人類尋求一種更好的消毒方法。加拿大安大略省水資源委員會于1965年和1969年對紫外線消毒技術(shù)應(yīng)用于城市污水處理以及對受納水體的影響進(jìn)行了研究和評估。其他加拿大研究人員對紫外線消毒的效果、技術(shù)可行性、影響效果的水質(zhì)因素、對受納水體中魚類的影響、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。對受納水體中生物無毒副作用，不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。以上研究為推動紫外線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，通過以下步驟實現(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水處理裝置中，使用紫外輻射對污水進(jìn)行處理，紫外輻射的波長范圍為10nnT400nm，紫外輻射作用時間為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)致其中儲存的遺傳信息無法表達(dá)，從而達(dá)到消除抗生素抗性基因污染這一目的；
(二)、紫外線輻射處理方法具有設(shè)備簡單、技術(shù)成熟、處理效率高、能耗低的優(yōu)勢，無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化，處置成本降低；
(三)、整個工藝流程簡單，易于實現(xiàn)，而且自動化程度高，便于工業(yè)化應(yīng)用。
具體實施方式
實施例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、從廈門市某豬場廢水中取水樣10L，通過PCR擴(kuò)增，檢出以下九種抗生素抗性基因:整合子基因磺胺類抗性基因.5 71、5. 72、5. 7Α,四環(huán)素類抗性基因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、將其通過砂濾池進(jìn)行過濾，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水處理裝置中，使用紫外輻射對污水進(jìn)行處理，紫外輻射的波長范圍為256nm,紫外輻射作用時間為30min ；四、對步驟二中得到的出水水樣進(jìn)行PCR擴(kuò)增，檢測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，其特征在于通過混凝沉淀-紫外線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，其特征在于通過以下具體步驟實現(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水處理裝置中，使用紫外輻射對污水進(jìn)行處理，紫外輻射的波長范圍為10rniT400mn，紫外輻射作用時間為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題。本方法通過混凝沉淀-紫外線輻射法，首先去除水體中的懸浮顆粒物含量，使后續(xù)處理中紫外線可以具有更遠(yuǎn)的投射距離；其后使用紫外線輻射的方式，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法傳遞；另一方面，通過紫外線的物理輻射作用，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C02F9/08GK103159357SQ20131010294
公開日2013年6月19日 申請日期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 申請人:中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所