环境科学  2021, Vol. 42 Issue (8): 3791-3798   PDF    
引用本文
王金鹏, 赵阳国, 胡钰博. 磺胺甲唑对海水养殖废水处理过程中抗性细菌及抗性基因的富集作用[J]. 环境科学, 2021, 42(8): 3791-3798.
WANG Jin-peng, ZHAO Yang-guo, HU Yu-bo. Enrichment of Antibiotic Resistant Bacteria and Antibiotic Resistance Genes by Sulfamethoxazole in the Biological Treatment System of Mariculture Wastewater[J]. Environmental Science, 2021, 42(8): 3791-3798.
磺胺甲唑对海水养殖废水处理过程中抗性细菌及抗性基因的富集作用
王金鹏1, 赵阳国1,2, 胡钰博1     
1. 中国海洋大学环境科学与工程学院, 青岛 266100;
2. 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室, 青岛 266100
收稿日期: 2020-12-09; 修订日期: 2021-01-30
基金项目: 国家自然科学基金项目（41977315）；中央高校基本科研业务费专项（201964004）
作者简介: 王金鹏(1996~), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为海水养殖废水处理, E-mail: wjp19960524@163.com
通信作者: 赵阳国, E-mail: ygzhao@ouc.edu.cn
摘要: 抗生素在海水养殖过程中大量使用, 但仅有少部分被生物体利用, 含有抗生素的废水进入水处理系统后, 抗生素、抗性菌和抗性基因的响应过程尚不完全清楚.应用缺氧/好氧移动床生物膜反应器(A/O-MBBR)处理含磺胺甲唑(SMX)的海水养殖废水, 探究在SMX选择压力下, 反应器内抗生素和抗性基因丰度的变化规律, 以及微生物群落和可培养的抗性细菌种群的响应.结果表明, 在进水SMX浓度为500 μg·L-1, 水力停留时间为8 h, SMX加入初期会对NH4+-N和NO2--N的去除率有轻微影响, 随后逐步恢复; 同时去除约32%的SMX, 且78%以上SMX在缺氧区完成; 抗性基因在缺氧区富集明显高于好氧区, 在缺氧区磺胺类抗性基因(sul1)绝对丰度上升2.43 log, 磺胺类抗性基因(sul2)上升1.71 log; 而在好氧区, sul1绝对丰度上升1.17 log, sul2上升0.91 log.抗性平板培养结合高通量测序表明, 假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)在反应器可培养抗性细菌中占最优势.高通量测序分析发现可培养的抗性细菌假单胞菌属(Pseudomonas)在反应器内占比最高.表明含SMX的海水养殖废水可促进水中抗性基因的富集, 部分抗性细菌的数量显著增加.
关键词: 海水养殖废水      A/O-MBBR反应器(A/O-MBBR)      磺胺甲唑      抗生素抗性基因(ARG)      抗生素抗性细菌(ARB)     
Enrichment of Antibiotic Resistant Bacteria and Antibiotic Resistance Genes by Sulfamethoxazole in the Biological Treatment System of Mariculture Wastewater
WANG Jin-peng1 , ZHAO Yang-guo1,2 , HU Yu-bo1     
1. College of Environmental Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China;
2. Key Laboratory of Marine Environment and Ecology, Ministry of Education, Ocean University of China. Qingdao 266100, China
Abstract: Although antibiotics are heavily used in mariculture, only a small portion of the added antibiotics is absorbed. Little is known about the response process of antibiotics, antibiotic resistant bacteria, and antibiotic resistance genes to antibiotic-containing wastewater entering a wastewater treatment system. In this study, an anoxic/aerobic moving bed biofilm reactor (A/O-MBBR) was used to treat marine aquaculture wastewater containing sulfamethoxazole (SMX). The antibiotics and resistance genes in the reactor were then evaluated under selective SMX pressure, and the changing abundance patterns and the response of microbial communities and cultivable resistant bacterial populations were further explored. The results show that with an influent SMX concentration of 500 μg ·L-1 and a hydraulic retention time of 8 h, SMX had a slight effect on the removal rate of NH4+-N and NO2--N, following which the performance gradually recovered. During this stage, SMX removal reached approximately 32%, with more than 78% of SMX removed from the hypoxic zone. The resistance gene was more significantly enriched in the hypoxic zone than in the aerobic zone. In the hypoxic zone, the absolute abundance of gene sul1 increased by 2.43 log, whereas that of gene sul2 increased by 1.71 log. In the region, the absolute abundance of sul1 increased by 1.17 log, whereas that of sul2 increased by 0.91 log. Resistant plate culture and high-throughput sequencing showed that the genus Pseudoalteromonas was the most dominant culturable resistant bacteria in the reactor. The genus Pseudomonas predominated in the uncultured resistant bacteria in the reactor. This study showed that marine aquaculture wastewater containing SMX promotes the enrichment of resistance genes, causing the abundance of some resistant bacteria to increase significantly.
Key words: mariculture wastewater      anoxic/aerobic moving bed biofilm reactor (A/O-MBBR)      sulfamethoxazole      antibiotic resistance gene (ARG)      antibiotic resistant bacteria (ARB)     

联合国粮农组织的报告显示, 2018年中国水产养殖的总面积达到7 449.03×103 hm2, 养殖总产量达4 905.99万t, 是世界上唯一一个水产养殖产量超过捕捞量的国家[1], 并且养殖产量仍在快速地增长中.在市场需求的推动下, 水产养殖业朝着密集和集约化方向发展.这种发展模式容易导致近海过度养殖、环境污染和危害近海海洋生态环境.在此背景下, 工厂循环水养殖模式应运而生.与传统养殖模式相比, 工厂循环水养殖具有节约资源、环境友好型的特点, 但是工厂循环水养殖模式同时也使水产养殖生物病害防控压力增大.

中国每年因水产养殖疾病暴发损失1 000~2 000亿元人民币, 超过一半的疾病是由细菌感染引起的, 抗生素在促进动物生长和抑制细菌性疾病方面具有独特的作用, 是目前国内外水产养殖疾病防控的有效手段.但在海水养殖过程中, 往往过度使用抗生素, 导致水产品质量下降和安全事故频发.近年来, 海水养殖环境及附近海域发现多种残留抗生素成为公众关注的焦点.根据Lu等[2]的调查, 中国沿海水域检测到7种目标抗生素, 并认为海水养殖尾水是沿海水域抗生素的重要来源.生物处理工艺通常用于处理海水养殖废水, 然而, 生物处理过程因其存在大量微生物长期接触低浓度抗生素被认为是引起细菌抗生素耐药性的理想环境[3].长期接触抗生素会导致抗生素抗性细菌及抗性基因(antibiotic resistance gene, ARG)的富集.ARG可通过基因转移引起病原微生物耐药性, 扰乱生态系统平衡, 危及人类健康.已有研究表明, 污水生物处理系统是ARG传播的主要来源[4], 但在低浓度抗生素长期影响条件下, 生物处理系统中抗性菌和抗性基因的变化规律还不够清楚.

本研究采用A/O-MBBR工艺来处理含典型抗生素磺胺甲唑(SMX)的海水养殖废水, 探讨SMX在海水养殖废水处理过程中逐级变化; 对磺胺类抗性基因sul1和sul2以及四环素类抗性基因tetM和tetW进行实时定量分析; 同时揭示抗性菌的种类和变化特征, 以期为工厂循环水养殖废水处理过程中抗性基因污染的控制提供理论依据.

1 材料与方法 1.1 A/O-MBBR反应器的运行

本研究使用的A/O-MBBR反应器材料为有机玻璃, 有效容积为46.87 L, 通过隔板将反应器分成缺氧区、好氧区和沉淀区这3个部分.缺氧区和好氧区的体积比为1∶3, 缺氧区设有蠕动泵以维持填料的运动, 好氧区设有曝气管, 溶解氧浓度在4.59~5.23 mg·L-1之间.填料材质为PP材料, 直径25 mm.缺氧区和好氧区中填料的体积均占1/3.

按照参考文献[5]配制模拟海水养殖废水, 水质成分见表 1.盐度(30±0.5)‰, pH(7±0.1), 水力停留时间8 h, COD、NH4+-N、NO3--N和NO2--N分别为120、4.9、5.1和0.7 mg·L-1.按此条件运行反应器, 在反应器运行稳定后第10 d加入浓度为500 μg·L-1的SMX, 持续运行反应器30 d, 每天监测进出水指标, 包括COD、NH4+-N、NO3--N、NO2--N和SMX; 在反应器运行第10、20、30和40 d取反应器缺氧区和好氧区的出水进行DNA提取, 以监测ARG.整个反应器运行阶段温度保持在25℃左右.

表 1 模拟海水养殖废水成分 Table 1 Mariculture wastewater composition

1.2 化学指标检测方法 1.2.1 水质指标检测方法

COD采用重铬酸钾法, NH4+-N采用纳氏试剂分光光度法, NO2--N采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法, NO3--N采用紫外分光光度法[6].

1.2.2 磺胺甲唑检测方法

取50 mL待测水样经0.22 μm滤膜过滤, 取5 mL甲醇和10 mL超纯水对HLB固相萃取小柱进行活化, 活化后对水样中的SMX进行富集, 流速控制在约5 mL·min-1左右, 富集完毕后用10~15 mL超纯水进行冲洗以去除HLB固相萃取小柱中的盐离子, 最后用5 mL甲醇洗脱SPE固相萃取小柱, 收集洗脱液并用甲醇定容至5 mL经0.22 μm滤膜过滤后准备测样.参照文献[7]采用超高液相色谱-串联质谱联用仪(UPLC-MS)(赛默飞, 美国)测定水中的SMX.

1.3 基因定量分析方法

取反应器缺氧区和好氧区出水各1 L, 经0.45 μm滤膜过滤后磨碎滤膜, 用PowerSoil DNA提取试剂盒(MoBio, 美国)提取总DNA, 经琼脂糖凝胶电泳检测后于-20℃条件下保存.

本研究选取的目的基因为磺胺类抗性基因(sul1、sul2)、四环素类抗性基因(tetM、tetW)、Ⅰ类整合子整合酶基因intI1和16S rRNA基因, 引物设计详见表 2, 提取的DNA样品经PCR扩增得到目的基因, 扩增产物用琼脂糖凝胶电泳进行检测, 之后用琼脂糖凝胶回收试剂盒(翊圣, 上海)进行胶回收, 回收后将目的基因连接到pESI-T vector载体(翊圣, 上海), 并转入到感受态大肠杆菌进行克隆, 挑选阳性克隆子进行扩大培养并进行测序, 使用MolPure® Plasmid Mini Kit质粒小量提取试剂盒(翊圣, 上海)进行质粒提取, 提取后的质粒, 使用NanoDrop 2000微量分光光度计(Thermo FisherScientific, 美国)测定质粒浓度及纯度.选取符合要求的质粒作为该基因标准品计算基因拷贝数, 拷贝数计算公式如下：

式中, c为基因拷贝数, c0为质粒浓度, 1 865为pESI-T vector载体长度, L为目的基因长度.

将已知浓度的质粒标准品按10倍依次稀释8个梯度, 并作为荧光定量PCR的模板DNA, 定量PCR在Bio-RadiCFX96实时荧光定量PCR仪(美国)中进行, 反应体系为SYBR Green Master Mix 10 μL、上游和下游引物各1 μL(见表 2)、模板DNA 2 μL和灭菌双蒸水6 μL; 反应条件详见表 2, 以此条件建立标准曲线, 所有基因的标准曲线扩增效率均在90%~110%之间, 相关系数均大于0.990.

表 2 目的基因引物及条件 Table 2 Target gene primers and conditions

1.4 微生物群落结构及抗性细菌多样性分析

在运行A/O-MBBR反应器第10、20、30和40 d对反应器缺氧区及好氧区出水样品取样1 L, 过0.45 μm滤膜, 并将其剪碎, 按照PowerSoil DNA提取试剂盒操作说明提取总DNA, 对应的生物膜样品分别为A10、O10、A20、O20、A30、O30、A40和O40; 选取2216E琼脂培养基制备抗性平板, 在培养基灭菌后, 温度在50℃左右时加入SMX, 使培养基SMX浓度为60 mg·L-1, 取反应器缺氧区及好氧区出水各100 μL进行平板涂布, 提取平板上生长的所有菌落DNA.上述DNA样品均在冷冻条件下送至天津诺禾致源科技股份有限公司进行高通量测序, 基于Illumina平台, 以微生物16S rDNA的V3-V4区为靶对象, 经过Reads拼接过滤, OTUs(operational taxonomic units)聚类, 分析反应器内微生物群落结构变化、可培养抗性细菌的种类; 揭示可培养抗性细菌在反应器内丰度占比情况以及SMX持续投加过程中可培养抗性细菌的丰度变化.

2 结果与分析 2.1 A/O-MBBR废水处理效果

根据图 1, 在添加SMX前, 反应器对NO3--N和COD的去除率分别在94.16%和92.3%左右.对应出水浓度在0.26 mg·L-1和8.31 mg·L-1左右; 反应器对NH4+-N和NO2--N的去除率稳定在91.16%和98.24%左右, 对应出水浓度稳定在0.26 mg·L-1和0.01 mg·L-1以下.投加500 μg·L-1SMX后, 反应器对NO3--N和COD去除率并未受到显著影响; 而对NH4+-N去除率影响较大, NH4+-N出水浓度逐渐上升, 在反应器运行第20 d, NH4+-N出水浓度达到1.78 mg·L-1; SMX对NO2--N去除率有小幅下降影响, 但NO2--N出水浓度仍维持在0.1 mg·L-1左右; 在反应器运行的第30 d, NH4+-N和NO2--N去除率逐渐恢复, 最终维持稳定状态.

图 1 添加SMX对NH4+-N、NO2--N、NO3--N和COD去除效果的影响 Fig. 1 Effect of adding sulfamethoxazole on the removal of NH4+-N, NO2--N, NO3--N, and COD

2.2 磺胺甲唑的去除效率

为了更好地分析SMX在反应器各个区域的浓度变化, 监测了SMX从进水到缺氧区、经过好氧区、最后到出水的浓度变化(图 2).A/O-MBBR反应器对SMX的总去除率在32%左右; 缺氧区对SMX的贡献最大, 可去除25%以上的SMX, 而好氧区对SMX的去除贡献较少.

图 2 SMX在A/O-MBBR各个区域浓度变化 Fig. 2 Concentration variation of sulfamethoxazole in different regions of the A/O-MBBR

2.3 抗性基因的变化

反应器内ARG丰度变化如图 3所示, 在未投加SMX时, 两种磺胺类抗性基因sul1和sul2在缺氧区和好氧区均保持较高丰度.在反应器中投加SMX后, 缺氧区和好氧区中磺胺类抗性基因的丰度均明显上升, 随着SMX的持续加入, 在第20 d和第30 d的sul1和sul2保持相对稳定.在运行反应器的40 d中, 缺氧区sul1和sul2绝对丰度分别由1.74×104 copies·mL-1和2.62×104 copies·mL-1上升至4.63×106 copies·mL-1和1.34×106 copies·mL-1; 绝对丰度分别提高2.43 log和1.71 log; 好氧区sul1和sul2绝对丰度分别由8.36×104 copies·mL-1和4.58×104 copies·mL-1上升至1.14×106 copies·mL-1和8.09×105 copies·mL-1, 绝对丰度分别提高1.71 log和0.91 log; 反应器内16s rRNA的丰度随着SMX的投加无较大变化; Ⅰ类整合酶基因intI1的绝对丰度呈小幅上升趋势, 两个功能区intI1绝对丰度分别上升0.66 log和0.27 log; 而两种四环素类抗性基因tetM和tetW均没有明显变化.

A10、A20、A30和A40分别代表反应器运行第10、20、30和40 d缺氧区出水样品; O10、O20、O30和O40代表相应时间好氧区出水样品 图 3 ARG在A/O-MBBR的丰度变化和ARG占16S rRNA的比率 Fig. 3 Abundance of ARGs in the A/O-MBBR and the ratio of ARGs to 16S rRNA

2.4 微生物群落及抗性细菌丰度变化

在反应器运行第10、20、30和40 d缺氧区和好氧区微生物群落在门水平变化如图 4所示, 在门水平上, 缺氧区和好氧区出水中最优势的门为Proteobacteria和Bacteroidetes.在反应器运行第10 d缺氧区中Proteobacteria和Bacteroidetes相对丰度分别为20.83%和4.77%; 第20 d缺氧区出水中的Proteobacteria迅速上升, 由20.83%上升至67.38%, 与此同时, Gracilibacteria相对丰度也有显著上升(由0.08%上升至4.4%).随着SMX的持续投加, 缺氧中微生物群落在门水平上又逐渐恢复至未投加SMX的状态.在反应器运行第30和40 d, 缺氧区中Proteobacteria相对丰度分别下降到13.49%和18.83%, 而Bacteroidetes和Gracilibacteria的相对丰度逐渐上升, 在反应器运行第30 d, Bacteroidetes的相对丰度上升至15.01%, Gracilibacteria的相对丰度上升至5.29%.

A10、A20、A30和A40分别代表反应器运行第10、20、30和40 d缺氧区出水样品; O10、O20、O30和O40代表相应时间好氧区出水样品 图 4 微生物群落在门水平上的组成及相对丰度变化 Fig. 4 Microbial community composition and relative abundance at the phylum level

在好氧区中, 反应器运行第10 d, Proteobacteria和Bacteroidetes相对丰度分别为72.51%和7.77%.第20 d Proteobacteria相对丰度由72.51%下降至37.59%.在反应器运行第40 d, 好氧区出水的微生物群落结构逐渐恢复至未投加SMX的状态.

表 3显示两个功能区中相对丰度占前1%属的微生物群落变化.与反应器运行第10 d相比, 第20 d缺氧区中Sulfurovum的相对丰度迅速降低, 由39.18%下降至1.10%.在第40 d, 其相对丰度仅有4.08%.Arcobacter相对丰度由29.18%下降至14.08%, 在第30和40 d丰度上升至46.51%和43.44%, 最终成为缺氧区微生物群落的最优势属.

表 3 微生物群落在属水平相对丰度 Table 3 Change in relative abundance of microbes at the genus level

反应器中可培养的抗性细菌在门水平分布如图 5(a)所示, 在缺氧区和好氧区中, 抗性细菌均以Proteobacteria和Firmicutes为主, Proteobacteria相对丰度分别为83.7%和11.2%, Firmicutes相对丰度分别为88.3%和6.63%.图 5(b)为可培养的抗性细菌在属水平上的丰度情况.其中, 缺氧区和好氧区中Pseudoalteromonas的相对丰度均最高, 相对丰度分别为67.78%和45.5%.

图 5 可培养的抗生素抗性细菌在门和属水平上的分布 Fig. 5 Distribution of culturable antibiotic-resistant bacteria at the phylum level and at the genus level

3 讨论

500 μg·L-1的SMX并不会对反应器反硝化过程产生抑制, 但是会对反应器的硝化过程产生一定影响, 使NH4+-N和NO2--N积累, 最终导致TN升高. NH4+-N和NO2--N的去除效率波动主要与氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌活性受到抑制有关[12].有研究表明, 抗生素(如金霉素、诺氟沙星和SMX等)在废水处理过程中会影响脱氮功能基因的表达[13]以及氮循环相关的功能酶活性, 从而使脱氮效率降低[14].因此, SMX可以通过抑制AMO和NOR的活性降低NH4+-N和NO2--N的去除效率.在本研究中, NH4+-N和NO2--N的去除效率出现了先降低后升高最后趋于稳定的情况, 这可能是在接触SMX一段时间内, 反应器中的硝化细菌群落做出响应, 最终适应环境.

生物吸附和生物降解是抗生素去除的两种机制[15, 16], SMX是一种相对稳定的抗生素, 不易发生光解作用.根据Alvarino等[17]的研究, SMX可以作为微生物利用的唯一碳源和氮源, 当SMX的浓度不足以用作微生物生长的直接底物时[18], 共代谢生物降解在去除抗生素的过程中起主要作用.此外, SMX的厌氧降解和反硝化作用[19]有关.在厌氧条件下, 微生物能够以NO3-为电子受体实现SMX的降解, 同时投加碳源能够增强SMX的降解速率[20].本研究中, SMX浓度并不高, 同时又添加易降解的有机物乙酸钠作为碳源, 且SMX的投加并未影响反硝化过程, 因此缺氧区对SMX的去除可能是微生物利用乙酸钠实现共代谢作用降解SMX, 也有可能是反硝化过程中实现SMX的共代谢降解.而在好氧条件下, 微生物可利用分子氧为电子受体, 以代谢或共代谢的形式降解SMX.Alvarino等[21]应用14C同位素示踪法研究好氧条件下异养污泥和硝化污泥对SMX的降解情况, 前者的放射性由98%降至94%, 后者维持99%稳定不变, 在投加碳源后SMX开始降解, 这说明好氧条件下SMX的降解依赖碳源.因此, 本研究中磺胺甲唑在缺氧区的去除效果优于好氧区的原因可能是缺氧区消耗碳源导致好氧区碳源不足无法很好降解SMX.

有研究表明sul1和sul2是污水处理厂中ARG检出频率和检出丰度最高的抗性基因[22, 23], 磺胺类抗性基因在环境中的广泛分布与磺胺类抗生素的使用广泛和使用历史长有关.SMX的抑菌机制在于其能够与对氨基苯甲酸(PABA)共同竞争二氢叶酸合成酶(DHPS)从而抑制叶酸的合成阻碍细菌繁殖, 而细菌对磺胺类抗生素的耐药性主要由磺胺类抗性基因引起, 磺胺类抗性基因能够编码DHPS, 使细菌对磺胺类抗生素的亲和力降低, 获得耐药性[24].由于本研究中并没有添加四环素类抗生素, 细菌对四环素类抗生素的耐药机制与磺胺甲唑不同, 四环素类抗生素通过阻止氨酰tRNA与核糖体结合来抑制菌体蛋白合成, 达到抗菌的效果, 而tetM和tetW能够编码核糖体保护蛋白保护核糖体免受四环素作用产生耐药性[25, 26].这与磺胺类抗性基因的耐药机制完全不同.因此, 反应器内ARG丰度升高是由于添加相应抗生素引起的.

上述结果表明SMX可促进sul1和sul2的富集, 因此废水中SMX的存在对磺胺类抗生素的富集及扩散具有促进作用.这与Gao等的研究结果类似, 其研究表明在废水处理过程中, 磺胺类抗性基因丰度与磺胺类抗生素的总浓度存在显著相关性[27].在本研究中, 整合子intI1与两种磺胺类抗性基因的丰度变化基本一致, 整合子是一类可移动遗传元件, 它具有捕获和整合外源性基因, 使之转变为功能性基因的作用[28], intI1是细菌最常见的整合子, 被认为是参与ARG传播的重要遗传要素, 并携带着大量的ARG, 而磺胺类抗性基因普遍存在于intI1中.

表 3揭示了反应器内微生物群落在属水平上的丰度变化, 值得注意的是Arcobacter是一种致病菌属, 该种属细菌在污水处理厂以及海水浴场被广泛检出, 且为优势种[29].Arcobacter可对多种抗生素(如：青霉素、左氧氟沙星和头孢菌素等)产生耐药性[30].有研究表明, Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes和Actinobacteria是4个主要携带抗生素抗性基因的门类, 同时绝大多数携带sul1的细菌多属于Proteobacteria[31].

Pseudoalteromonas通常能从海洋极端环境如低温、深海沉积物中分离出来.该属微生物能够产生至少16种抗菌剂[32], 对传统抗生素有极强的抗性; Vibrio是海洋环境中最主要的抗性细菌之一, 是海水养殖环境中常见致病菌, 它携带多种可移动遗传元件, 对多种抗生素产生耐药性(如氨苄西林、青霉素和四环素)[33].它可以通过水解以及化学修饰的方式使抗生素失活[34].由于其在沿海海域的丰富性和多样性, 被认为是抗性基因的储存库.

对比图 5(b)和表 3分析可培养的抗性细菌在反应器内的丰度变化, 其中, Pseudomonas在反应器内相对丰度占比最高, 在添加SMX初期, 缺氧区和好氧区中Pseudomonas均有明显上升, 随着SMX的持续投加, Pseudomonas呈下降趋势; Pseudoalteromonas和Marinobacterium的相对丰度占比较低, 变化趋势不明显.Marinobacterium是海洋环境中一种可培养的异养硝化好氧反硝化菌[35].同时它也具有降解大分子物质如多环芳烃的功能[36].Pseudomonas可携带大量的可移动遗传元件及多种抗性基因, 在水环境中极易参与抗生素耐药性的传播[37].这些细菌对SMX均有很强的耐药性.但是除Pseudomonas外, 其余细菌在反应器内丰度占比较低, 因此, 在本研究中投加SMX后, 磺胺类抗性基因的富集可能和Pseudomonas的相对丰度上升有关.

4 结论

在A/O-MBBR反应器处理含500 μg·L-1 SMX的海水养殖废水过程中, 反应器对COD、NO3--N的去除未受到抑制, 对NH4+-N、NO2--N的去除率略有抑制; 相比好氧条件下, SMX在缺氧条件更易去除; SMX的存在只会促进磺胺类抗性基因的富集, 而对于其余种类的抗性基因影响不大; Pseudoalteromonas是反应器内最主要的可培养抗性细菌, 其相对丰度在缺氧区和好氧区均达到最高, 同时, 在海水养殖废水处理过程中, SMX的存在会富集部分抗性细菌.

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