郭子寧， 王旭升， 向師正， 胡桐搏， 劉菲， 關(guān)翔宇*

(1.中國地質(zhì)大學(北京)海洋學院， 北京 100083；2.水資源與環(huán)境工程北京市重點實驗室， 中國地質(zhì)大學(北京)， 北京 100083)

地下水是城市居民生產(chǎn)和生活的重要水源，但當前地下水污染問題日益嚴重，醫(yī)院、工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢水的排放都會導致地下水污染，給飲用水安全帶來許多問題[1]，嚴重威脅了飲用水的安全，查明污染物對于地下水環(huán)境中生物和非生物因素的影響具有重要意義。城市地下水水文條件復雜，而且地下水污染存在非點源污染[2-3]，研究地下水中微生物群落的組成和結(jié)構(gòu)，探究其與地下水生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)聯(lián)，識別影響微生物多樣性的主要環(huán)境因子，了解地表水和地下水中微生物群落和污染源之間的關(guān)系，是開展地表水和地下水污染修復的重點課題之一[4-5]。

作為環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)和能量代謝的介導者——微生物，其在地下水環(huán)境中的群落多樣性較高且相對穩(wěn)定，不同的微生物種群相互作用，形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)并參與元素循環(huán)過程[6]。大量研究表明，當環(huán)境條件改變時會發(fā)生顯著的變化，地下水中的微生物群落組成和結(jié)構(gòu)會受不同理化條件的影響而產(chǎn)生差異性的改變，進而改變微生物的群落多樣性、組成、互作關(guān)系及功能，并且對城市水地下水環(huán)境中的元素循環(huán)和物質(zhì)代謝產(chǎn)生影響[7]。例如，Harvey等對地下水污染下微生物功能進行了研究，結(jié)果顯示，亞處理濃度的污染改變了富集硝酸鹽還原微生物群落的組成，抑制了硝酸鹽還原能力[8]。然而在多種地下水污染物中，抗生素作為一種新型污染物近年來被廣泛關(guān)注[9]。自然環(huán)境中抗生素污染往往是通過水體傳播的，主要來源為污水處理廠排水、化工廠排水和農(nóng)業(yè)用水排水?？股剡M入環(huán)境后經(jīng)過自然水體稀釋，其濃度大幅降低，但低濃度的抗生素(比臨床確定的最低抑菌濃度低10～100倍)往往可以增加耐藥菌的相對豐度，并通過提高適應性進化的速率來選擇耐藥性[10-11]。由于抗生素濫用所產(chǎn)生的細菌耐藥性以抗性基因的形式在微生物群落中傳播，導致大量非目標微生物產(chǎn)生抗性，進而不可避免地使微生物群落參與的營養(yǎng)循環(huán)、污染物降解等功能受到影響[12]，進一步加劇了抗生素污染的影響面積和嚴重性。

自20世紀70年代以來，抗生素的使用量已經(jīng)大幅增加[13]，環(huán)境中的抗生素抗性細菌(antibiotic resistance bacteria，ARB)的總量也在不斷地增加[14]。大量的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes，ARGs)使得潛在的致病菌增加了更多無形的威脅[15]。所以，由此產(chǎn)生的污染可能影響整個地下水生態(tài)環(huán)境，進而對人類的飲水安全和健康構(gòu)成嚴重威脅。Korzeniewska等分析了廢水樣本和接受廢水處理的河流樣本，結(jié)果顯示傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)不能完全去除抗生素，污水的排放增加了河流中抗性基因的數(shù)量。對于河流微生物群落而言，抗生素抗性基因cnrA和整合酶基因參與了細菌或致病菌耐藥的共同選擇，這一選擇結(jié)果增加了污水處理廠工作人員所面臨的生態(tài)和健康風險[16]。Shigei等[17]分析了約旦最大污水處理廠排放的廢水樣品，結(jié)果顯示廢水中檢出5種抗生素，除克拉霉素外，所有抗生素的流出物濃度與進水相比增加了2～5倍，而在污水處理廠附近的河流中，均檢測到抗生素污染。廢水排放可能是這種污染傳播的主要途徑，同時這些河流水體用于灌溉飼料和蔬菜，對當?shù)鼐用竦慕】禈?gòu)成了嚴重威脅。雖然之前的研究表明了自然水體或者生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢水中的抗生素污染能夠造成潛在的生態(tài)風險，并且對生態(tài)風險的評估也提供了幫助，然而在地表河流接納污水處理廠的再生水后，一部分接納水體會經(jīng)過河床下滲到地下水中。因地下水系統(tǒng)并非是抗生素污染的直接接納水體，所以通常被認為是受抗生素污染較小的一環(huán)往往被忽視，但實際上地下水由于其特殊的環(huán)境特性和與底層、層間包氣帶水的復雜相互作用而更容易成為抗性基因水平轉(zhuǎn)移的場所。目前對于地下水中的抗生素污染對微生物群落的影響研究還很欠缺。

本文對再生水入滲區(qū)污水處理廠排水和地下水的污染開展調(diào)查，基于微生物群落16S rRNA基因高通量測序結(jié)果，利用統(tǒng)計學將分子生物學和地球化學耦合一起，對再生水入滲區(qū)抗生素對地下水微生物群落組成和功能的影響開展研究。主要關(guān)注的問題包括：不同季節(jié)地下水環(huán)境因子的差異和抗生素污染分布特征；微生物群落多樣性、不同季節(jié)微生物群落差異以及再生水與地下水之間微生物群落的聯(lián)系；在物種和功能群水平上，抗生素及其他主要環(huán)境因子對微生物群落的影響機制。擬為探討再生水滲入對城市地下水中微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能的影響，以及抗生素的生態(tài)風險提供幫助。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于北方某城市河流徑流區(qū)域周邊，為山前沖洪積扇，地勢北高南低，由山前向平原傾斜。水文地質(zhì)條件主要為第四系沉積，厚度由北向東南增大，含水層結(jié)構(gòu)由粗變細，層次由單一到多層。地下水流向與地表水相同，由東北流向西南。其中，采樣點G1、G2為受到W1污水處理廠排水河道下滲直接影響的地下水硝酸鹽污染區(qū)；G3、G4為受南水回補影響的地下水；G5為受到引溫濟潮回補影響的地下水。G3和G5點位附近人口較為密集，分布有城市排污口、農(nóng)田灌溉地以及養(yǎng)殖場等(圖1)。

圖1 采樣點區(qū)位圖Fig.1 Bitmap of the sampling point area

2 實驗部分

2.1 樣品采集

本研究共有8個采樣點，其中3個采樣點為污水處理廠排水口(waste water treatment plant，WWTP)，再生水樣品標記為W1、W2、W3。5個采樣點(圖1)位于再生水入滲影響的地下水監(jiān)測井(groundwater，GWT)，分別標記為G1(水位25.04～25.29m)、G2(水位28.70～29.20m)、G3(水位17.50～20.24m)、G4(水位17.99～23.08m)、G5(水位17.88～20.05m)。樣品采集于2020年3月(-Mar)、9月兩個月份(-Sept)，共采集樣品15個，編號分別為W1-Mar、W2-Mar、W3-Mar，G1-Mar、G2-Mar、G3-Mar、G4-Mar、G5-Mar，W1-Spet、W2-Spet、W3-Spet，G1-Spet、G3-Spet、G4-Spet、G5-Spet(9月份G2位點封閉未采集)。

樣品采集使用無菌聚苯乙烯瓶(1L)，每個采樣點各采集10L水樣(其中5L用于理化因子分析，3L用于微生物樣品富集，2L樣品作為備份)。將采集好的樣品放置于低溫保溫箱中12h內(nèi)運送至實驗室，儲存在4℃冰箱中。

2.2 樣品分析測試方法

2.2.1無機陰離子、金屬陽離子及三氮測試

2.2.2抗生素指標(替代物、基質(zhì)加標、空白加標回收率)和濃度測試

抗生素采用固相萃取(SPE)與超高效液相色譜-串聯(lián)二級質(zhì)譜(美國，UPLC-MS/MS)的方法檢測。抗生素萃取使用自動固相萃取儀器(Auto SPE-06C，美國，Reeko Instrument)和Oasis HLB SPE柱(6mL，500mg，美國，Waters)來萃取地下水樣品中的抗生素。每一根SPE柱使用6mL甲醇和6mL乙二胺四乙酸溶液(Na2EDTA，0.1g/L)活化SPE柱。在1L地下水樣品中添加6.0g的Na2EDTA，待Na2EDTA完全溶解后，使用6mmol/L鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)樣品pH在4.3～4.5范圍內(nèi)。再向樣品中加入10μL替代標準混合溶液[4ng/μL的氧氟沙星-D3和磺胺鄰二甲氧嘧啶-D6(sulfadimethoxione)的甲醇溶液，德國，Witega]，并以6mL/min的速度活化SPE柱后再進行固相萃取。1L地下水樣品完全萃取在SPE柱后，將SPE柱用10mL超純水浸提，并使用高純氮氣干燥30min，然后用6mL氨水/甲醇(5∶95，V/V)溶液洗脫。最后，將洗脫液用氮氣吹脫至小于1mL。使用甲醇-水溶液(1∶1，V/V)將洗脫液體積補定容至1.0mL。再向1.0mL洗脫液中加入10μL內(nèi)標混合物[4ng/μL的達氟沙星-D3、磺胺吡啶-13C6、磺胺氯噠嗪-13C6、紅霉素13C-D3和去甲基金霉素(demethylchlortetracycline)的甲醇溶液，德國，Witega]。

后續(xù)對抗生素進行測定的儀器參數(shù)如下。色譜柱：Waters ACQUITY UPLCBEH C18 2.1mm×50mm；流動相A：0.1%甲酸水溶液；流動相B：甲醇/乙腈(1∶1，V/V，含0.1%甲酸)；流速設定為0.2mL/min，進樣量設定為1μL，柱溫為40℃。進行室內(nèi)分析時，一個實驗室空白、一個實驗室空白加標、一個平行樣品和一個樣品基質(zhì)加標作為實驗室質(zhì)控樣品。實驗室空白中抗生素的濃度低于相應方法檢測限(method detection limits，MDL)，實驗室空白加標的回收率范圍為76.50%～92.25%，基質(zhì)加標回收率范圍為85.17%～103.75%，目標化合物的替代物、樣品加標回收率、基質(zhì)加標回收率均在合理范圍內(nèi)(50%～150%)。本研究中，抗生素的方法檢出限為：磺胺醋酰(1.82ng/mL)、磺胺吡啶(0.81ng/mL)、莫西沙星(0.94 ng/mL)、環(huán)丙沙星(3.95ng/mL)、氧氟沙星(3.01ng/mL)、諾氟沙星(1.08ng/mL)。

2.2.3微生物分子生物學測試

使用無菌0.22μm濾膜(美國，Millipore)收集水體樣品(3L)中的微生物用于提取DNA。使用E.Z.N.A.? Soil DNA Kit(美國，Omega Bio-tek)土壤DNA提取試劑盒進行樣品DNA 提取，提取后將DNA存儲在-80℃下。構(gòu)建PE文庫及Illumina測序。使用NEXTFLEXRapid DNA-Seq Kit進行建庫，利用Illumina公司的Miseq PE300平臺進行測序(上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司)。

2.3 數(shù)據(jù)分析方法

使用FASTP軟件對原始測序序列進行質(zhì)控，使用FLASH軟件進行拼接，使用UPARSE軟件，根據(jù) 97%的相似度對序列進行OTU聚類。利用RDP classifier對每條序列進行物種分類注釋，比對Silva 16S rRNA數(shù)據(jù)庫(v138)，設置比對閾值為70%。

使用R中Vegan包(https://github.com/vegandevs/vegan)計算微生物群落的物種豐富度、Simpson指數(shù)、方差分解分析(variance partitioning analysis，VPA)、相似性分析(analysis of similarities，

ANOSIM)、方差膨脹因子分析(variance inflation factor，VIF)等；使用R中ape包(http://ape-package.ird.fr/)進行非度量多微尺度分析(Non-metric multidimensional scaling，NMDS)；利用R語言中CCA包(https://CRAN.R-project.org/package=CCA)進行環(huán)境因子與微生物群落豐度之間的典范對應分析(canonical correspondence analysis，CCA)；利用R語言Hmisc包(https://github.com/harrelfe/Hmisc/)計算物種與物種之間和物種與環(huán)境因子之間的相關(guān)性，配合Gephi軟件(Version 0.92)實現(xiàn)微生物共現(xiàn)性網(wǎng)絡的可視化。

3 結(jié)果與討論

3.1 理化因子及抗生素測試結(jié)果(回收率、檢出率以及濃度)

表1 各采樣點理化因子數(shù)據(jù)

本研究每個采樣點的測試樣品為單份樣品，每個樣品都取三次平行測定值計算其平均值，3月份樣品替代物(氧氟沙星-D3和磺胺二甲氧嘧啶-D6)的回收率分別為 54.75%～81.75%和54.17%～118.08%，9月份樣品替代物的回收率分別為92.58%～118.25%和76.08%～90.17%，分析結(jié)果均滿足要求。通過篩選，6種抗生素在各個采樣點檢出率都大于50%(表2)，主要為諾氟沙星(Norfloxacin)、磺胺吡啶(Sulfapyridine)、磺胺醋酰(Sulfacetamide)、莫西沙星(Moxifloxacin)、氧氟沙星(Ofloxacin)和環(huán)丙沙星(Ciprofloxacin)。檢出結(jié)果顯示，磺胺吡啶、諾氟沙星和氧氟沙星三種抗生素在所有點位幾乎均有檢出。聚類分析結(jié)果顯示，3月份抗生素濃度要高于9月整體抗生素濃度，主要表現(xiàn)為磺胺醋酰和環(huán)丙沙星的濃度偏高。本文推測主要原因是9月份處于汛期，水量較大導致抗生素濃度較低，而3月份水量較少同時地下水主要由再生水補給，導致整體上抗生素濃度在該月偏高，這也說明地下水中的抗生素污染可能主要來自于再生水。另一個可能的原因是與季節(jié)性流行病的爆發(fā)有關(guān)，由于季節(jié)性流行病而引起抗生素使用量的增加從而導致城市地下水體中抗生素濃度增加[20]。同時抗生素濃度在樣品采樣點存在差異，污水處理廠排水中總體抗生素濃度也要高于地下水，這可能是攜帶有抗生素的再生水在與地下水交匯之前和過程中被包氣帶物質(zhì)所吸附，或者在運輸過程中被其他水流稀釋，故導致地下水抗生素濃度檢出不明顯[21-23]。

表2 各采樣點抗生素濃度

對于不同的抗生素種類，氧氟沙星在污水處理廠排水樣品中檢出較高，濃度最高達到了1210ng/L(W1-Sept)；磺胺醋酰在3月份的樣品中濃度較高，最高達到269.40ng/L(W2-Mar)；環(huán)丙沙星在地下水樣品G1、G3、G5組較高，最高達到340ng/L(G3-Mar)；諾氟沙星和磺胺吡啶類似，都在污水處理廠排水樣品中有較高濃度檢出；莫西沙星不僅在污水處理廠排水有較高檢出，同時在地下水G1和G5也有較高檢出。此結(jié)果與之前研究中發(fā)現(xiàn)的氟喹諾酮類抗生素(包括環(huán)丙沙星、氧氟沙星等)和磺胺類抗生素在污水處理廠水樣以及地下水中占據(jù)主導相似[24]。地下水樣品中，G1、G3、G5整體抗生素濃度較高，G1點位更靠近污水處理廠，再生水排放后由于距離G1點位較近，被吸附或稀釋較少，所以G1點位整體抗生素濃度較高，而G3和G5不僅是河流下游和交界點，同時該點位周圍居民較多，附近分布有城市排污口、農(nóng)家養(yǎng)殖場和農(nóng)作物灌溉地，其他研究結(jié)果顯示城市污水排放和畜牧業(yè)等對地下水中抗生素分布具有顯著影響，因此人為活動可能是影響本研究區(qū)地下水中抗生素濃度的又一因素[25]。

3.2 微生物群落結(jié)構(gòu)分析

本文對所測得的兩期16S rRNA測序數(shù)據(jù)進行稀釋曲線分析，其結(jié)果顯示Shannon指數(shù)的稀釋曲線趨近于平緩，說明了對樣本微生物群落的檢測比率接近飽和，目前的測序量能夠覆蓋樣本中的絕大部分物種。將3月份和9月份污水處理廠排水和地下水樣品得到的高質(zhì)量序列按照97%的相似性聚類成不同的OTU，共得到1026個OTU，這些OTU分屬于332個種，294個屬，198個科，119個目，67個綱以及24個門。兩期樣品中占據(jù)主導地位的都是變形菌門(Proteobacteria，81.04%)，其次是擬桿菌門(Bacteroidota，7.60%)、厚壁菌門(Firmicutes，4.21%)。在不同的樣品間，優(yōu)勢微生物差異并不明顯，其中G1和G4表現(xiàn)出與污水處理廠更高的相似性。污水處理廠排水和地下水采樣點的距離往往也會對地下水的物種組成產(chǎn)生一定影響。例如在距離污水處理廠排水較近的地下水采樣點處，由于污水處理廠再生水的入滲，該處地下水的物種組成往往與污水處理廠處的相似度更高，即再生水入滲會改變研究區(qū)地下水的微生物群落物種組成[26]。3月份的優(yōu)勢屬有鞘脂菌屬(Sphingobium，29.27%)、假單胞菌(Pseudomonas，14.50%)、甲基單胞菌屬(Methylotenera，6.61%)；而9月份的優(yōu)勢菌屬有福格斯氏菌(Vogesella，11.82%)、黃桿菌(Flavobacterium，6.68%)、鞘氨醇單胞菌(Sphingomonas，5.44%)。在豐度前20的優(yōu)勢屬中(圖2)，黃桿菌屬[27]和默氏菌屬[28]均被報道具有對環(huán)境壓力的高抗性和耐藥性。

圖2 前20優(yōu)勢物種在再生水和地下水中的豐度Fig.2 Abundance of the top 20 genera in reclaimed water and groundwater

對樣品進行群落組成差異分析，發(fā)現(xiàn)在屬水平上兩組樣品間存在著顯著的差異，3月份和9月份的樣品明顯地分離開來(P=0.005)。為了檢驗各點數(shù)據(jù)按季節(jié)分組是否顯著(圖3a)，本文對兩期數(shù)據(jù)進行ANOSIM分析，結(jié)果如圖3b所示，兩組的組間差異顯著大于兩組內(nèi)的差異(P<0.001)，說明了在月份樣品中微生物群落呈現(xiàn)出不同的組成。其中，鞘脂菌屬是3月份樣品中豐度最高的微生物，同時也是差異較為顯著的微生物(P<0.05)。福格斯氏菌屬、默氏菌屬在9月份樣品中的豐度要顯著高于其在3月份樣品中的豐度(P<0.01)，而束毛球菌屬的豐度則在3月份較高(P<0.05)。此外，不動桿菌在3月和9月呈現(xiàn)顯著差異(P<0.01)，它是一種耐藥性較強的菌屬，對氨芐西林、頭孢菌素、氯霉素和喹諾酮類藥物大多耐藥，之前有研究表明，低濃度的抗生素影響下，微生物的功能以及抗性仍受抗生素的調(diào)控，同時在亞最低抑制濃度時仍能誘導微生物耐藥性突變，或者增加某一微生物類群的耐藥性從而導致微生物群落多樣性的降低[29]。所以不動桿菌在3月和9月可能接受到兩種不同的調(diào)控機制，在9月份抗生素濃度較低的情況下，由于受到抗生素亞最低濃度特性的調(diào)控，具有耐藥性的不動桿菌會比其他不具備耐藥性的菌屬更容易接受低脅迫環(huán)境從而導致豐度增加；相反，在抗生素濃度較高的3月，過高的環(huán)境脅迫導致超過不動桿菌生態(tài)位耐受限度，從而降低其豐度，這為人們認識抗生素污染所帶來的生態(tài)風險提供了一個新的認識。而對于豐度較高的物種——鞘脂菌屬和福格斯氏菌屬，其差異顯著的原因可能是由于季節(jié)差異而引起的，受到抗生素的調(diào)控可能較小，兩期樣品表現(xiàn)出明顯的季節(jié)差異。大多數(shù)微生物在季節(jié)變化上的差異大于樣品組間的差異，因此,本課題組將重點關(guān)注不同季節(jié)微生物對環(huán)境的響應關(guān)系。

a—微生物群落屬水平上的非度量多維尺度(NMDS)分析； b—屬水平上相似性分析(ANOSIM)用來檢驗組間(3月和9月)的差異是否顯著大于組內(nèi)差異，從而判斷按季節(jié)分組是否有意義。圖3 3月和9月水體樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)差異Fig.3 Differences of microbial community structure in water samples in March and September. a.Non-metric multidimensional scaling (NMDS) analysis at the genus level of microbial community; b.At the genus level, analysis of similarities (ANOSIM) is used to test whether the difference between groups (March and September) is significantly greater than that within groups, so as to judge whether it is meaningful to group by season

3.3 微生物群落與環(huán)境因子關(guān)聯(lián)

3.3.1環(huán)境因子對微生物群落的影響

a—環(huán)境因子與微生物群落組成VPA分析(方差分解分析);b—三氮、抗生素與微生物群落組成CCA分析(典范對應分析)。圖4 微生物和環(huán)境因子關(guān)聯(lián)Fig.4 Correlation between microorganisms and environmental factors. a.Variance partitioning analysis (VPA) of environmental factors and microbial community composition; b.Canonical correspondence analysis (CCA) of three nitrogen, antibiotics and microbial community composition

為了研究不同季節(jié)的抗生素和微生物相互作用，在不同月份的樣品屬水平上對前20位的微生物與主要抗生素進行相關(guān)性分析(圖5)，發(fā)現(xiàn)9月份優(yōu)勢微生物豐度與抗生素之間的相關(guān)性較低，只有5種微生物表現(xiàn)出對磺胺類抗生素、氧氟沙星以及諾氟沙星的顯著相關(guān)性，9月份水量的增加使得抗生素遷移快，稀釋作用明顯[30]，這可能是抗生素與物種相關(guān)性不顯著的主要原因；在3月份的樣品中，前20位的優(yōu)勢微生物屬有13種表現(xiàn)出與抗生素之間顯著的相關(guān)性，其中有8種優(yōu)勢微生物表現(xiàn)出與抗生素有較強的相關(guān)性。然而在單個季節(jié)的抗生素和微生物相關(guān)性中，環(huán)丙沙星和磺胺醋酰的顯著相關(guān)性卻最強，環(huán)丙沙星和磺胺醋酰與微生物群落較強的顯著性有可能是和三氮共同作用微生物群落從而引起的。

圖5 3月份和9月份樣品抗生素與物種相關(guān)性Fig.5 Correlation between sample species and antibiotics in (a) March and (b) September

3.3.2抗生素對于地下水中不同微生物功能群落的影響

為了探究不同季節(jié)階段抗生素對不同微生物功能群的影響，選取了前50優(yōu)勢屬進行了微生物相關(guān)性網(wǎng)絡分析(r≥0.5，P<0.05，圖6)，并且對不同季節(jié)的網(wǎng)絡圖進行了節(jié)點、正相關(guān)線、負相關(guān)線、平均聚類系數(shù)、網(wǎng)絡直徑、模塊化、所屬關(guān)鍵類群分類以及正負相關(guān)線比值的計算。通過共現(xiàn)性網(wǎng)絡分析，將微生物群落和抗生素互作劃分成了8個模塊，每個模塊都是一個潛在的協(xié)同進化生態(tài)功能群。其中一個模塊中包含了7個主要菌屬，與4種抗生素(諾氟沙星、磺胺吡啶、氧氟沙星、莫西沙星)具有顯著相關(guān)性。另一個模塊包含了5個菌屬，與抗生素磺胺醋酰和環(huán)丙沙星顯著相關(guān)，這兩個模塊中抗生素與物種均有較高的連結(jié)度。作用于不同的微生物功能群落并且與微生物和抗生素有較高連結(jié)度的兩個模塊占據(jù)著微生物群落核心位置(兩個模塊在豐度前50的優(yōu)勢菌屬中分別占29%和11%)，同時抗生素對于核心微生物的調(diào)控占據(jù)主導地位。具有正相關(guān)關(guān)系的菌屬可能受到抗生素較強的作用從而改變微生物群落功能?？股卦诤诵哪K中都存在潛在的傳播，不同的生態(tài)群體及其功能在抗生素污染的選擇壓力下均受到影響[31]。假單胞菌和鞘脂菌屬都屬于農(nóng)藥污染降解菌屬[32]，硫針菌屬常用于芳香族化合物的降解，例如煤焦油[33]，而在抗生素的環(huán)境脅迫下，這些菌屬的降解功能可能會受到影響。不動桿菌是一種致病菌屬，雖然在網(wǎng)絡分析中，其并沒有和抗生素產(chǎn)生連結(jié)，但抗生素可能通過作用于整個模塊從而間接影響該致病菌，增加了地下水抗生素污染的生態(tài)風險，進而影響城市飲用水的健康安全。

4 結(jié)論

本文利用一系列統(tǒng)計學分析方法，對不同季節(jié)城市污水處理廠的再生水經(jīng)河道入滲至地下水，進而對地下水中微生物群落產(chǎn)生的潛在影響開展研究，得到以下結(jié)果：①該研究區(qū)內(nèi)環(huán)境因子在不同季節(jié)的差異不大，但是三氮的濃度卻在G1、G2處偏高，抗生素差異十分明顯，呈現(xiàn)出3月份高、9月份低的態(tài)勢。②對于不同季節(jié)下的分組，在優(yōu)勢物種的豐度上有明顯差異:3月份優(yōu)勢物種呈現(xiàn)出平均分布，9月份物種多集中于優(yōu)勢物種，同時，兩個季節(jié)的優(yōu)勢物種也呈現(xiàn)出差異：鞘脂菌屬是3月份樣品中豐度最高的微生物，也是差異較為顯著的微生物。福格斯氏菌屬、默氏菌屬在9月份樣品中的豐度要顯著高于其在3月份樣品中的豐度，而束毛球菌屬的豐度則在3月份較高。③抗生素對于核心微生物的調(diào)控占據(jù)主導地位，由于抗生素季節(jié)差異，優(yōu)勢種的豐度也會隨之改變，核心微生物的功能也會直接或間接地受到抗生素的影響。同時，三氮對于微生物群落的塑造也存在一定的影響。

在此領域，前人的研究內(nèi)容多集中于自然水體或者廢水中的抗生素污染對微生物的影響及潛在的生態(tài)風險。而從菌種水平和功能群水平上認識抗生素對地下水環(huán)境微生物群落的擾動作用，對于再生水的利用及抗生素的污染管控具有意義。本文的研究聚焦城市地下水體中抗生素污染對微生物群落結(jié)構(gòu)及功能群的潛在影響，揭示了不同季節(jié)抗生素的使用以及季節(jié)性的水量變化是影響研究區(qū)內(nèi)抗生素濃度產(chǎn)生差異的主要原因；厘清了再生水入滲區(qū)地下水抗生素和三氮是影響微生物群落組成和功能的主要影響因素，且不同類型抗生素對微生物群落的影響具有差異性；優(yōu)勢功能群與抗生素的顯著相關(guān)性也暗示了抗生素污染在功能群水平上對微生物群落的影響機制和潛在的環(huán)境效應。本研究為再生水入滲地下水的風險評估和水資源的安全利用提供了參考。