Page 11 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期
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第 4 期                   杨礼震 等：养猪废水处理工艺对耐药基因迁移影响研究进展                                         5

                                                                    ［58］
               结构和功能，该过程对于 ARGs 的去除是永久不可                        45%）   。 因 此 ，采 用 人 工 湿 地 处 理 养 猪 废 水 中
               逆的。                                              ARGs需要选择合适的基质体系，或将人工湿地与人
                   由此可见，减少养猪废水中 ARGs，不能只使用                      工曝气相结合，或与其他生物处理技术相结合，以获
               简单的消毒方式，还应找出高效便捷的处理措施，使                          得高效的去除效率。
               其处理方式达到最优状态。膜分离方法和金属破坏                           3   养 猪 废 水 受 纳 环 境 ARGs 差 异
               细胞方法虽然去除效率较高，但是所需成本高昂并
               且二次污染问题严重，与前2种方法相比，电化学方                          分析
               法尽管耗能较高，但它是最具有前瞻性、环保性的                               ARGs 从动物养殖场向周围环境的传播已引起
               方法，是一种很好的用于去除ARGs的化学方法。                          国内外学者广泛关注。养猪场的污水处理系统能够
               2.3  人工湿地处理抗生素及耐药基因                              去除一部分 ARGs，然而大多数抗生素和 ARGs 会在
                   湿地技术是一种自然过程，具有运行和维护费                         出水中残留，不同养殖规模、受纳环境及季节影响
               用低廉的优点，自 20 世纪 60 年代以来被用于各种污                     ARGs的检出。研究发现，在养猪场附近的水域中检
               水处理中，最初人们利用植被覆盖的天然湿地来处                           测到抗生素的存在，例如，Zhou 等           ［59］ 研究发现，广西
               理农村或畜禽养殖污水，现已发展为利用人工模拟                           某养猪场周边环境中，包括地下水、泻湖废水、沉积
               生态系统建造污水处理系统             ［48-49］ 。不同类型湿地对        物中均发现抗生素的残留，其中在泻湖废水中检测
               抗生素去除效率不同，例如，水面人工湿地对养猪废                          到 17 种抗生素，其存在的质量浓度在 4.36~8 600
               水中磺胺甲嘧啶（1.5 g/L）的去除率为 40%，水平潜                    ng/L。ARGs还能在不同介质中传播，具有比抗生素
               流人工湿地对其去除率为 59%，垂直潜流人工湿地                         更严重的危害性       ［60］ 。ARGs 会随生猪养殖场排放的
               对其去除率为 87%；而流入四环素（0.86 g/L）时，水                   废水进入到受纳水体（湖泊、河流、井水和地下水）和
               面人工湿地对其去除率为 92%，水平潜流人工湿地                         农田中  ［61-62］ 。Fagervold 等 ［63］ 证实，有机物的输入可
               对其去除率为 92%，垂直潜流人工湿地对其去除率                         驱动河流中微生物群落的迁移，养猪废水会影响受
               为 99% ［50］ 。四环素和磺胺类抗生素的去除率不同是                    纳河流中 ARGs丰度，废水中高浓度营养物质和抗生
               因为其物理化学性质不同。Carvalho 等             ［51］ 在微观层     素能促使受纳河流中细菌群落发生转移。
               面上评估人工湿地对抗生素的降解，芦苇的种植与                               在水环境中，ARGs可通过细菌或可移动遗传元
               否对四环素的降解率的影响有显著性差异。虽然不                           件传播，废水的排放增加了受纳环境 ARGs的丰度和
               同模式下的人工湿地对抗生素的去除效率不同，但                           多样性，从而影响地表水和土壤中的微生物生态。
               均主要通过吸附作用进行去除。                                   ARGs 同样存在于周围河流中，如 Yang 等            ［64］ 在养猪
                   ARGs 的去除受到人工湿地中植物、基质、微生                      场周边河流中采集水样，检测到养猪废水中的 23 种
                                                                          ［3］
               物等组分的影响       ［52-53］ 。通过复合型立式流人工湿地              基因。He 等 研究发现，养猪场出水沟处 ARGs 浓
               对养猪场废水中的四环素类抗生素及耐药基因，去                           度高于其排放点和下游站点，并且从上游到下游呈
                                        ［54］      ［55］
               除率分别为 95.0% 和 95.1%         。Liu 等    通过添加       下降趋势；ARGs 的组成与对照河段的差异较大，但
               火山石的垂直流人工湿地对四环素类 ARGs 去除率                        与养猪场废水中的 ARGs的组成相似；与对照水库相
               达到 50%。Chen 等    ［56］ 将混合人工湿地与人工曝气               比，受纳河流中的 ARGs 更具有多样性；而养猪废水
               相结合，对 ARGs 特别是四环素类和磺胺类 ARGs， 中的 ARGs也比养猪场的井水更具有多样性，养猪废
               去除效率达到 97.8%~99.1%，具有比传统污水处理                     水的排放会改变受纳水体的细菌群落。在丰度方
               厂中更高的 ARGs去除率。Abou-kandil等           ［57］ 研究表    面，Yuan 等 ［65］ 调查了武汉某养猪场及其周围河流
               明，凝灰岩填充芦苇、凝灰岩填充芦苇-香蒲和砾石填                         ARGs 存在情况，发现受纳河流中 ARGs 的平均丰度
               充人工湿地对污染物中的总 ARGs 去除能力分别为                        在 3.1×10 ~7.1×10 copies/mL。 受 纳 环 境 中
                                                                         4
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               89.9%~94.7%、74.3%~76.9% 和 79.7%~85.3%。 ARGs 丰度受到季节的影响，如 Ben 等                      ［23］ 研究发现
               最近研究发现，底物系统（沸水、砾石、红砖和牡蛎                          夏季和冬季时附近湖泊的 ARGs 的平均相对丰度
               壳）不同，ARGs 去除效率也不同，其中砾石对于                         在 0.094~0.170和0.021~0.059 copies/16S rRNA，冬

               ARGs 去除效率（48%）高于其他基质体系（34%~                      季的丰度更高，这是因为冬季频繁使用抗生素治疗
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