消毒对再生水中有害基因的控制机制及强化技术研究

从基因水平上认识和评价再生水的微生物安全性已成为污水再生利用领域高度关注的新问题，评价由再生水中的毒素编码基因和抗生素抗性基因等有害基因引起的生态风险和健康风险，研究其控制技术，对提高再生水的微生物安全性、增强公众信心、促进我国污水再生利用事业的健康发展有重要的意义。.本研究在建立有害基因定量分析方法的基础上，研究城市污水中有害基因的污染现状及其在污水再生处理过程中的去除规律，评价再生水中的有害基因风险。重点研究不同消毒方式对水中有害基因的破坏机制和去除效率，通过单一消毒方式的组合，优势互补，强化水中有害基因的去除效果。研究各种污水再生处理工艺和运行参数对有害基因的去除效果，提出再生水中有害基因的去除和消毒技术方案，为科学解决再生水中的有害基因问题提供理论基础和技术原理支持。

污水再生利用是解决水资源短缺问题的有效途径，也是保障水资源可持续利用的国家重大需求。污水再生利用的关键是水质安全保障问题，包括化学安全性和微生物安全性两个方面。以抗生素抗性基因为代表的有害基因是再生水利用过程中需要重视的健康和生态风险因子。污水中的有害基因问题已成为学术界关注的新焦点，有害基因的去除机制与控制技术成为需要迫切解决的科学问题。. 本研究以保障再生水的生物安全为目标，以污水处理工艺和再生水消毒工艺为研究对象，系统研究了再生水中抗生素抗性菌污染状况、常规污水处理工艺对抗生素抗性菌的去除规律以及消毒工艺对抗性基因的破坏效果，取得以下主要创新性成果。.（1）掌握了北京市典型污水厂二级出水（再生水）中6种抗生素抗性菌的浓度及比例，揭示了污水再生利用过程中抗生素抗性菌的去除特性。.（2）通过分析6种抗生素对再生水中总异养菌群的半抑制浓度，与典型病原菌的最大抗生素“最小抑制浓度”相比较，提出了以“标准最小抑制浓度”为对照的再生水整体抗生素抗性评价指标，通过该指标分析发现再生水中的总异养菌群具有较高的抗生素抗性。.（3）从再生水中分离得到多株具有四环素抗性的细菌，以肠道杆菌、条件致病菌为主。研究发现所分离的四环素抗性菌对青霉素、氨苄青霉素、头孢噻吩、氯霉素、利福平等其他抗生素亦具有抗性。.（4）研究了氯消毒后再生水中抗生素抗性菌的复活规律，发现抗生素抗性菌的复活水平随着氯消毒剂量的增大而减少。高剂量氯消毒能够控制抗性菌的复活，但可能导致氯霉素、四环素抗性菌占再生水中总异养菌群的比例上升，这对控制微生物风险具有重要意义。.（5）深入分析了紫外线消毒及氯消毒对抗生素抗性模式大肠杆菌四环素抗性、氨苄青霉素抗性的影响规律，探讨了紫外线消毒及氯消毒对氨苄青霉素抗性基因的去除效果。研究发现氯消毒对高四环素、氨苄青霉素抗性大肠杆菌有一定筛选作用；常规剂量（80 mJ/cm2）紫外线消毒对氨苄青霉素抗性基因有一定去除效果，而常规剂量（10 mg/L）氯消毒对氨苄青霉素抗性基因无显著影响。.在本项目支持下，项目执行期间，发表学术期刊论文10篇，会议论文1篇，其中SCI论文4篇。研究成果支持了住建部《城镇污水再生利用指南》（安全消毒技术、健康风险控制策略部分）编制。