洪 雯,何漾舟,肖芯雨,王子木,趙 鑫,羅 玲
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院,四川成都 611130; 2.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,浙江杭州 310030)
近年來(lái),由于抗生素濫用而導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題引起了人們的廣泛關(guān)注〔1〕。有研究表明,2030 年全球抗生素使用量將會(huì)達(dá)到1.5×105t,約為2010 年的1.67倍〔2〕。實(shí)際上,人們對(duì)抗生素污染的關(guān)注不僅源于其造成的化學(xué)污染,還因?yàn)槠淠軌蛘T使環(huán)境中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)和抗生素耐藥菌(Antibiotic resistance bacteria,ARB)出現(xiàn),并在水、大氣、土壤等不同環(huán)境介質(zhì)中富集和傳播。ARGs 和ARB 的出現(xiàn)已經(jīng)嚴(yán)重影響到現(xiàn)代醫(yī)藥產(chǎn)品的療效,對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重威脅〔3-5〕。研究顯示,污水處理廠(Waste water treatment plant,WWTP)是ARGs和ARB 的重要儲(chǔ)存庫(kù)和傳播源〔6〕,已有氨基糖苷類(Aminoglycoside)、β-內(nèi)酰胺類(β-Lactam)和喹諾酮類(Quinolone)等多種ARGs 在WWTP中被發(fā)現(xiàn)〔7〕。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),ARGs 和ARB 在WWTP 中的豐度也明顯高于在其他自然環(huán)境中,并隨著污水和污泥的資源化利用,造成周圍環(huán)境的污染〔8-9〕。目前,我國(guó)剩余污泥處置途徑主要包括衛(wèi)生填埋、焚燒、資源化利用等。截至2019 年底,我國(guó)剩余污泥約有29.3%(3 904 萬(wàn)t)被資源化利用,約分別有26.7%、20.1%被焚燒和衛(wèi)生填埋〔10〕。研究表明,污泥資源化利用產(chǎn)品施用于農(nóng)田會(huì)導(dǎo)致土壤中ARGs豐度和多樣性大幅度增加,并可能通過(guò)食物鏈傳播ARGs 污染〔11-12〕。此外,由于WWTP 具有較高的微生物密度和抗生素濃度,可以對(duì)微生物造成持續(xù)性的選擇壓力〔13〕,導(dǎo)致ARGs 在細(xì)菌間不斷交換和重組,這為ARGs 在不同細(xì)菌之間的水平轉(zhuǎn)移提供了條件,甚至一些非抗性菌也能通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移獲取ARGs形成新的ARB,進(jìn)而加劇ARGs 和ARB 污染〔14-15〕。因此,對(duì)剩余污泥中ARGs和ARB的去除值得關(guān)注。
Fenton 氧化法是去除難降解、高濃度有機(jī)污染物的一種常用手段,其是一種利用·OH 的強(qiáng)氧化性對(duì)廢水進(jìn)行有效處理的高級(jí)氧化工藝〔16〕。近年來(lái),基于Fenton 法的污泥處理方法由于成本低、效率高、對(duì)環(huán)境影響小而被廣泛應(yīng)用于剩余污泥資源化利用的預(yù)處理。同時(shí),已有學(xué)者利用Fenton 法及其衍生方法去除環(huán)境中的ARGs。比如,P. KARAOLIA 等〔17〕將膜生物反應(yīng)器(MBR)結(jié)合太陽(yáng)光Fenton 氧化去除特定的與抗生素相關(guān)的微污染物,研究結(jié)果表明,該工藝能使大腸埃希菌(Escherichia coli)、銅綠假單胞菌(P.aeruginosa)和克雷伯菌(Klebsiellaspp.)完全滅活,去除的總ARGs超過(guò)97%,但耐藥基因sul1和ermB未被完全清除;Ling LUO等〔18〕采用Fenton 法對(duì)剩余污泥中的四環(huán)素類ARGs進(jìn)行處理,ARGs 去除率為48.02%~76.36%;Min WANG等〔19〕利用電Fenton技術(shù)處理活性污泥,有效削減了污泥中的大腸桿菌豐度,但處理后大腸桿菌等仍會(huì)一定程度再生。以上研究表明,F(xiàn)enton處理能高效降低ARGs豐度但無(wú)法去除全部ARGs,且目前對(duì)Fenton處理后污泥中ARB 生長(zhǎng)分布情況的研究也較少。
本研究以成都市溫江區(qū)某生活污水處理廠二沉池剩余污泥為對(duì)象,采用宏基因組學(xué)方法,探究Fenton處理對(duì)ARGs和ARB的去除效果,并推測(cè)經(jīng)Fenton處理后污泥可能存在的ARGs的潛在危害,以期為剩余污泥中ARGs和ARB 的有效處理處置提供參考。
實(shí)驗(yàn)所用剩余污泥均采自四川省成都市溫江區(qū)某生活污水處理廠二沉池(脫水前),該污水處理廠采用改良氧化溝工藝,污水處理規(guī)模約為30 000 t/d,出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)。剩余污泥樣品采集后立即帶回實(shí)驗(yàn)室,分成兩份,一份采用真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行凍干,72 h 后取出置于-20 ℃冰箱內(nèi)保存待用;另一份不做處理,置于密封容器中于4 ℃冰箱內(nèi)保存,用于理化性質(zhì)測(cè)定等。
采用電位法測(cè)定污泥樣品pH;參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市污水處理廠污泥檢驗(yàn)方法》(CJ/T 221—2005)測(cè)定污泥樣品含水率、有機(jī)質(zhì)含量、混合液懸浮固體質(zhì)量濃度(MLSS)和污泥體積指數(shù)(SVI);采用元素分析儀(Master-sizer 2000,Malvern,UK)測(cè)定樣品總碳(TC)和總氮(TN);采用鉬銻抗分光光度法測(cè)定樣品總磷(TP)。以上測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 剩余污泥的理化性質(zhì)Table 1 Physicochemical properties of excess sludge
參考Ling LUO 等〔18〕研究結(jié)果,選用實(shí)驗(yàn)最佳條件對(duì)污泥樣品進(jìn)行Fenton 處理。取3 份250 mL 平行污泥樣品分別置于500 mL 已滅菌的燒杯中,調(diào)節(jié)樣品pH至2.73,放置于攪拌器下,設(shè)置攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min,加入5.54 mmol/L Fe2+和9.89 mmol/L H2O2,隨后立即開啟攪拌,攪拌2 h,攪拌停止后分別加入1 mL 叔丁醇終止反應(yīng),之后將樣品收集并立即放入冷凍干燥機(jī)凍干72 h。
將處理前污泥樣品(記作WH)和Fenton 處理后污泥樣品(記作FH)送往上海凌恩生物科技有限公司進(jìn)行宏基因組測(cè)定。采用E. Z. N. A.?stool DNA Kit(Omega Bio-tek,Norcross,GA,USA)試劑盒提取樣品DNA,采用超微量分光光度計(jì)(Nanodrop2000)檢測(cè)DNA 純度和濃度,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 各樣品DNA 濃度及純度Table 2 Concentration and purity of DNA extracted from each sample
由表2 可知,所提取DNA 純度較高,滿足測(cè)序要求。將合格DNA 樣品在Illumina HiSeq X 儀上測(cè)序,每個(gè)樣本的clean reads 分類由Kraken〔19〕數(shù)據(jù)庫(kù)確定,得到ARGs 和MGEs 的種類及豐度數(shù)據(jù)。
選取卡那霉素、諾氟沙星、羅紅霉素、四環(huán)素、氨芐青霉素鈉5種常見(jiàn)抗生素按照如下步驟進(jìn)行ARB培養(yǎng)。
1)制作平板。稱取Luria-Bertani(LB)營(yíng)養(yǎng)瓊脂40 g溶于1 000 mL 水中后置于高壓滅菌鍋中,在121 ℃下滅菌30 min,滅菌完成后待培養(yǎng)基冷卻至約40 ℃時(shí),將卡那霉素以質(zhì)量濃度50 g/L 加入并混合均勻。含卡那霉素的培養(yǎng)基制作完成后,在超凈工作臺(tái)中將15~20 mL 培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿中,靜置待其凝固,得到含卡那霉素的培養(yǎng)基平板。
按照上述方法,將卡那霉素分別替換為10 g/L 諾氟沙星、10 g/L 羅紅霉素、10 g/L 四環(huán)素、200 g/L 氨芐青霉素鈉,制備得到含以上各抗生素的培養(yǎng)基平板。平板制作完成后在超凈工作臺(tái)中放置1~3 d 待用。
2)涂布培養(yǎng)。將污泥樣品稀釋至濃度為原來(lái)的10-2、10-3、10-4,吸取0.1 mL 稀釋后的污泥菌液加入平板,用滅菌玻璃珠進(jìn)行涂布。涂布后的平板放置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h,每隔12 h觀察菌落形態(tài)及數(shù)目。
3)單菌落培養(yǎng)。經(jīng)涂布培養(yǎng)72 h 后,記錄不同抗生素平板上生長(zhǎng)的菌落。挑取不同形態(tài)的菌落在相對(duì)應(yīng)的抗生素平板上進(jìn)行劃線,劃線后的平板放入37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3~7 d,分離出單菌落。之后將單菌落樣品送往上海凌恩生物科技有限公司進(jìn)行菌種鑒定,得到菌種序列號(hào),將序列號(hào)在美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心(NCBI,https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行序列同源性檢索比對(duì)。
依照式(1)、式(2)分別計(jì)算ARGs 豐度去除量(lg removal value,LRV)和ARGs 去除率。
式中:A0——Fenton 處理前ARGs 豐度,copies/g;A——Fenton 處理后ARGs 豐度,copies/g。
采用Origin Pro 2021 作ARGs、MGE 及群落結(jié)構(gòu)的豐度變化圖;采用TBtools〔20〕繪制熱圖;將篩選出的ARB的序列號(hào)在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行同源比對(duì)后,得到相似菌種序列號(hào),導(dǎo)入MEGA-X 制作系統(tǒng)發(fā)育樹。
在Fenton 處理前后的兩種污泥樣品中共檢測(cè)到了24 類1 265 種ARGs,根據(jù)產(chǎn)生耐藥性的抗生素類別可將其分為磺胺類(Sulfonamide)、四環(huán)素類(Tetracycline)、大環(huán)內(nèi)酯類/林肯酰胺類/鏈陽(yáng)性菌素類(MLS)、β-內(nèi)酰胺大類(β-lactam)和氨基糖苷大類(Aminoglycoside)等。
Fenton 處理前后污泥樣品ARGs 的絕對(duì)豐度與相對(duì)豐度見(jiàn)圖1。
圖1 Fenton 處理前后樣品ARGs 的絕對(duì)豐度與相對(duì)豐度Fig. 1 Absolute and relative abundances of ARGs before and after Fenton treatment
如圖1 可知,F(xiàn)enton 處理前污泥樣品中ARGs 絕對(duì)豐度達(dá)到了1.10×108copies/g,經(jīng)過(guò)Fenton 法處理后絕對(duì)豐度降低了0.48log,去除率達(dá)到了67.36%,表明Fenton 處理可有效去除污泥中ARGs。這可能是由于Fenton 處理后污泥內(nèi)生物量減少,難以為ARGs 提供更多潛在宿主所致。
相較于處理前,經(jīng)Fenton 處理后各種類ARGs絕對(duì)豐度增量(-LRV)見(jiàn)圖2。
圖2 Fenton 處理后樣品中各種類ARGs 增量Fig. 2 ARGs increments after Fenton treatment
由圖2 可知,經(jīng)Fenton 處理后特曲霉素類(Tetracenomycin)、春日霉素類(Kasugamycin)、喹諾酮類(Quinolone)和磷霉素類(Fosfomycin)ARGs 的豐度變化最大,相較于處理前分別降低了1.12log、1.04log、0.78log、0.69log,去除率分別為92.38%、90.84%、83.22%、79.41%;嘌呤霉素類(Puromycin)、特曲霉素類(Tetracenomycin)、春日霉素類(Kasugamycin)的ARGs去除率最高,分別為100%、92.38%、90.84%;而β-內(nèi)酰胺類、氯霉素(Chloramphenicol)和MLS類ARGs的去除率最低,分別為30.31%、56.35%和56.14%,這說(shuō)明Fenton 法難以對(duì)這幾類ARGs 產(chǎn)生較好的削減效果。值得注意的是,博萊霉素類(Bleomycin)和碳霉素類(Carbomycin)ARGs 在Fenton 處理后豐度分別升高了0.35log和0.06log,推測(cè)其在Fenton處理后恢復(fù)較快,去除難度較大,在污泥中的殘留可能具有潛在風(fēng)險(xiǎn)。
取豐度最高的30 種ARGs,考察 ARGs 子類經(jīng)Fenton 處理前后相對(duì)豐度的差異,結(jié)果見(jiàn)圖3。
圖3 Fenton 處理前后樣品ARGs 子類相對(duì)豐度變化Fig. 3 Relative abundance changes of subtypes of ARGs in the samples before and after Fenton treatment
由圖3可知,WH 組ARGs豐度高于FH 組,但有少數(shù)類別如qacEdelta1(Multidrug)、aac(6′)-I(Aminoglycoside)、ereA(MLS)、ermF(MLS)、OXA-10(β-lactam)、catB(Chloramphenical)等在經(jīng)過(guò)Fenton 處理后豐度反而有所上升,證明氨基糖胺類、氯霉素類、林可霉素類等多種類型的ARGs 在Fenton 處理后豐度恢復(fù)相較其他種類更快,更易增殖。徐維海等〔21〕在對(duì)8 種常用抗生素在城市污水處理廠中含量及其去除情況的研究中發(fā)現(xiàn),大環(huán)內(nèi)酯類藥物和磺胺類藥物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易從污水中去除,經(jīng)處理后磺胺類藥物甚至有負(fù)去除現(xiàn)象。R. H. LINDBERG 等〔22〕認(rèn)為磺胺甲基異唑不能被有效去除,其在環(huán)境中的持續(xù)性殘留可能是導(dǎo)致細(xì)菌耐藥性增強(qiáng)、ARGs 難去除的原因之一。由此推測(cè),此3 類ARGs 難以去除的潛在原因可能是氨基糖胺類、氯霉素類、林可霉素類抗生素在環(huán)境中去除難度大,殘留時(shí)間較長(zhǎng)造成的耐藥性增強(qiáng)。
ARGs 能通過(guò)MGEs 在相同甚至不同種屬微生物間發(fā)生水平轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散,因此即使細(xì)菌被殺死,其脫氧核糖核酸也可在脫氧核糖核酸酶的保護(hù)下長(zhǎng)時(shí)間存在于環(huán)境中,使耐藥性在不同物種之間廣泛傳播〔23-24〕。在處理前后的污泥樣品中共檢測(cè)到了5類共72種MGEs,這5類分別是質(zhì)粒(Plasmid)、轉(zhuǎn)座子(Transposase)、4"-異戊酰基轉(zhuǎn)移酶(Ist)、插入序列(IS)、整合子(Integrase)。Fenton處理前后樣品的MGEs豐度變化見(jiàn)圖4。
圖4 Fenton 處理前后樣品的MGEs 豐度變化Fig. 4 MGEs abundance changes of the samples before and after Fenton treatment
由圖4 可知,F(xiàn)enton 處理前樣品中轉(zhuǎn)座子占比最高,達(dá)到了76.09%,同時(shí)在Fenton 處理后其去除率也最高,達(dá)到了72.32%。轉(zhuǎn)座子可以通過(guò)水解β-內(nèi)酰胺類抗生素介導(dǎo)β-內(nèi)酰胺酶基因,從而導(dǎo)致部分ARGs 的水平傳播〔25〕,因此對(duì)轉(zhuǎn)座子的高去除率可以有效減少ARGs 傳播與殘留的風(fēng)險(xiǎn)。
MGE 子類在Fenton 處理前后的豐度變化見(jiàn)圖5。
由圖5 可知,經(jīng)Fenton 處理后qacEdelta(Integrase)、istA(Ist)、istB(Ist)、IS26(IS)、P1(Plasmid)等殘余量仍較高。插入序列作為轉(zhuǎn)座子的一部分,可通過(guò)將ARGs 轉(zhuǎn)移到質(zhì)粒上完成耐藥基因的水平傳播〔26〕,質(zhì)粒通過(guò)偶聯(lián)作用在同種甚至不同種細(xì)菌間轉(zhuǎn)移〔27-28〕,這種水平基因轉(zhuǎn)移的機(jī)制,使質(zhì)粒被公認(rèn)為水平基因轉(zhuǎn)移最重要的因素,因此推測(cè)以上MGEs 的殘留會(huì)為ARGs在微生物間的傳遞提供途徑。
Fenton 處理前后樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化見(jiàn)圖6。
圖6 Fenton 處理前后樣品的微生物群落結(jié)構(gòu)在屬水平(a)和門水平(b)的變化Fig.6 Microbial community structure changes at the phylum level(a) and genus level(b) in the samples before and after Fenton treatment
由圖6 可知,在屬水平上,處理前假單胞菌(Pseudomonas)為最主要優(yōu)勢(shì)菌,占比為9.27%,而處理后硝化螺旋菌(Nitrospria)占比超過(guò)Pseudomonas,達(dá)到了10.69%。陶厄氏菌(Thauera)、鏈霉菌屬(Streptomyces)在處理后豐度降低較多,而嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillus)占比從0.07%上升到了2.77%,嗜酸菌(Acidovorax)占比也有小幅度上升,從1.96%上升至2.27%,這可能是因?yàn)镕enton 處理需將pH 調(diào)至2.73,利于嗜酸菌繁殖〔29〕。微生物群落結(jié)構(gòu)整體未發(fā)生較大變化,推測(cè)Fenton 處理后的樣品中眾多微生物無(wú)法被徹底去除且增殖能力較強(qiáng),在反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)繁殖,導(dǎo)致處理前后微生物多樣性差異不大。
由圖1 可知,經(jīng)過(guò)Fenton 處理后ARGs 去除率雖較高,但仍有部分難削減、易增殖的ARGs 殘留,而殘留的ARGs 可能存在于對(duì)抗生素具有抗性的ARB中,因此,本研究從經(jīng)過(guò)Fenton 處理后的污泥中篩選出ARB,以探求Fenton 法對(duì)于ARB 的去除效果。
經(jīng)Fenton 處理后的樣品共篩選出9 株ARB,ARB 形態(tài)照片見(jiàn)圖7。
圖7 ARB 形態(tài)圖Fig. 7 Morphological diagram of ARB
由圖7 可知,經(jīng)篩選后得到氨芐青霉素鈉ARB 2 株(編號(hào)為AD、AE)、卡那霉素ARB 5 株(編號(hào)為KB、KC、KG、KF、KH)、羅紅霉素ARB 2 株(編號(hào)為L(zhǎng)C、LD),在本實(shí)驗(yàn)中尚未篩出四環(huán)素(四環(huán)素類抗生素)與諾氟沙星(喹諾酮類抗生素)的ARB。圖1顯示四環(huán)素類ARGs 去除率雖僅有64.05%,但可能殘余的此類ARGs 為游離狀態(tài),而喹諾酮類ARGs 去除后豐度極低,去除率達(dá)到了83.22%,推測(cè)Fenton處理已將具有四環(huán)素與諾氟沙星耐藥性的活性菌去除。在已篩選出的對(duì)應(yīng)耐藥菌的抗生素種類中,卡那霉素屬于氨基糖苷類抗生素,氨芐青霉素鈉是一種β-內(nèi)酰胺類抗生素,羅紅霉素屬于大環(huán)內(nèi)酯類抗生素,這與先前實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出的去除率較低的ARGs種類吻合,氨基糖苷類、β-內(nèi)酰胺類、大環(huán)內(nèi)酯類ARGs 去除率均未超過(guò)65%,說(shuō)明Fenton 處理并未將這幾類ARB 完全去除,尚有活性菌存在,且殘余的ARGs 仍在發(fā)揮著抗性作用。
實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了ARB 系統(tǒng)發(fā)育樹,結(jié)果見(jiàn)圖8。
圖8 ARB 系統(tǒng)發(fā)育樹Fig. 8 Phylogenetic tree of ARB
基于局部序列比對(duì)算法的搜索工具(BLAST)比對(duì)表明,除KH、KG 外的7 株ARB 均存在致病的可能性。AD 與多種蠟狀芽孢桿菌(Bacilus cereus)相似度在99.7%以上,AE 與蠟狀芽孢桿菌、炭疽桿菌(Bacillus anthracis)相似度在97%以上,根據(jù)同源檢索比對(duì)結(jié)果,推測(cè)AD、AE 具有與Bacilus cereus和Bacillus anthracis相似的性質(zhì)。Bacilus cereus部分菌種會(huì)產(chǎn)生腸毒素,從而污染食物導(dǎo)致人類食物中毒〔30〕,Bacillus anthracis是炭疽病的病原體,炭疽是一種急性、病程進(jìn)展迅速的人畜共患病〔31-32〕,但經(jīng)圖8 系統(tǒng)發(fā)育樹顯示,AD、AE 與同根菌種的支持度均低于50,尚無(wú)法確定其親緣關(guān)系。AD、AE 與致病菌高度相似,可能會(huì)對(duì)人類健康造成威脅,由此推測(cè)AD、AE 為兩種未知致病菌。LC、KB、KF、KC 在系統(tǒng)發(fā)育樹上處于同根,與寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonasp.)枝干距離較近,支持度高,親緣關(guān)系接近。Stenotrophomonasp. 是一類革蘭氏陰性好氧菌,包括16 個(gè)有效描述種,其中嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌(S. maltophilia)已多次從患有囊性纖維化病人呼吸道中分離出來(lái)〔33〕,S.maltophilia因其引起的醫(yī)療方面等的感染,已成為日前被廣泛關(guān)注的致病菌之一。此外,S.maltophilia通過(guò)高頻率的基因重排和突變以適應(yīng)不同的生態(tài)位,因而具有較高的種內(nèi)異質(zhì)性和基因組可塑性,使其能夠定居在新宿主上,而且可能演變發(fā)展出新的基因型和物種〔34〕,若篩選出的5 種耐藥菌具有與其相類似的性質(zhì),可能會(huì)演變出更多的致病菌種類,致使5 種耐藥菌在環(huán)境中的殘留成為一大威脅。同時(shí),S.maltophilia由于膜通透性低,能減緩疏水性抗生素的被動(dòng)擴(kuò)散,導(dǎo)致嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌對(duì)多類常見(jiàn)抗生素(如β-內(nèi)酰胺酶類藥物和大多數(shù)氨基糖苷類抗生素)的敏感性低、耐藥性高〔35〕,而KB、KF、KC正屬于氨基糖苷類耐藥菌,其存在不利于抗生素發(fā)揮效用。LD 經(jīng)比對(duì)后可確定為微桿菌(Microbacteriumsp.),趙晶等〔36〕研究表明,微桿菌在防治農(nóng)業(yè)病蟲害等方面有一定作用,暫無(wú)資料證明其具有致病性。KH與KG 在系統(tǒng)發(fā)育樹與紅球菌屬同根,其序列號(hào)通過(guò)BLAST 比對(duì)后,均與多種紅平紅球菌(Rhodococcus erythropolis)相似度在99.6%以上,推測(cè)其與紅平紅球菌性質(zhì)類似,紅平紅球菌中的部分菌種具有降解石油的能力〔37〕,目前尚未發(fā)現(xiàn)其致病性。
經(jīng)過(guò)Fenton法處理后,剩余污泥中ARGs豐度大幅度下降,但仍有部分種類難以完全去除,此外,博萊霉素和碳霉素ARGs處理后出現(xiàn)豐度升高的現(xiàn)象,這部分ARGs可能會(huì)在城市污水處理系統(tǒng)中長(zhǎng)時(shí)間存在,并且可能與環(huán)境中ARB存活相關(guān)。MGE在Fenton處理后豐度同樣有所下降,但尚未被徹底去除,這也成為ARGs難以去除的原因之一。微生物群落結(jié)構(gòu)在Fenton處理后未發(fā)生明顯改變,推測(cè)為污泥中微生物增殖能力較強(qiáng)導(dǎo)致。Fenton處理后的污泥樣品經(jīng)培養(yǎng)篩選出9株ARB,其中β-內(nèi)酰胺類抗生素氨芐青霉素鈉ARB 2 株、氨基糖苷類抗生素卡那霉素ARB 5 株、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素羅紅霉素ARB 2 株,均與已檢出的ARGs 種類吻合,故較難去除的ARGs可能是導(dǎo)致Fenton處理后污泥中仍有ARB存活的原因。通過(guò)分析,在已篩選出的9株ARB中,AD、AE 與多種蠟狀芽孢桿菌和炭疽桿菌相似度較高,有致病的可能性;LC、KB、KF、KC 屬于寡養(yǎng)單胞菌,其模式種嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌已被證實(shí)為致病菌,多分離于下呼吸道感染病人體內(nèi),其在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域引起的感染現(xiàn)象已引發(fā)廣泛關(guān)注;KH、KG 與紅球菌屬相似度高,目前未證明該菌屬具有致病性。以上說(shuō)明Fenton處理難以去除的部分菌種除具有耐藥性外,也存在較高的致病性,會(huì)對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生潛在的健康風(fēng)險(xiǎn),在未來(lái)的研究中,應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)去除這類ARGs和ARB。