城市污水处理工艺对宿主特异性标记物和肠道病原菌的去除效果

摘要：采用自制小型反应器模拟实验和实时荧光定量PCR检测方法，针对指示人类、犬类粪便污染的宿主特异性标记物，以及病原性大肠埃希氏菌、沙门氏菌和志贺氏菌等典型的肠道病原菌，分别考察了序批式活性污泥法（SBR）、混凝、过滤工艺对它们的去除效果。研究结果表明，SBR工艺的去除效果优于混凝和过滤工艺，对标记物和病原菌毒力基因的去除率都在93.5%以上。SBR工艺中初期短时间的搅拌即可去除大部分标记物和病原菌。在这3种处理工艺中，宿主特异性标记物与肠道病原菌毒力基因的去除率具有显著相关性，这说明宿主特异性标记物能够在一定程度上反映污水处理过程中肠道病原菌的含量。

近几年，水环境污染现象越来越严重，而非点源粪便污染对城市河流、人类身体健康以及人类赖以生存的环境有着重大的影响。人类和其他动物的粪便可能含有大量的肠道病原菌，例如，沙门氏菌、志贺氏菌、病原性大肠埃希氏菌等。因此，倘若此类粪便排入水体，病原菌就会随之传播，危害人类的健康。

20世纪80年代起，欧美等发达国家率先开展了微生物来源追踪（MST）方法的研究，并取得一定的发展。特别是利用宿主特异性标记物进行粪便污染来源追踪的方法得到了各国研究者的青睐。这些标记物主要是一些大量存在于粪便中的微生物的特定核酸片段，具有明显的宿主特异性，即能够直接反映粪便污染的来源。例如来自拟杆菌和双歧杆菌的16S rPNA基因、牛肠道病毒以及人类腺病毒等。与其他MST 方法相比，利用宿主特异性标记物的方法的优点在于其不受微生物培养的限制，能够充分顾及到样品中完整的微生物类群，无需依赖比对数据库，从而操作更为方便快捷，通常能够在几个小时内完成分析。。

了解宿主特异性标记物的存活特性及其与肠道病原菌的联系，对于发展MST技术有非常重要的意义，但目前在这方面的研究报道很少。本研究利用小型反应器来模拟城市污水二级处理工艺，通过实时荧光定量l-V技术进行定量检测，分别考察了几种常见的污水处理工艺对宿主特异性标记物和典型肠道病原菌的去除效果，并研究了两者之间的关系。

1材料与方法

1.1实验用水

本研究使用的实验水样是采集自西安市某污水处理厂曝气沉砂池出水与等体积模拟生活污水的混合水样。模拟生活污水的组分及浓度见表。

1.2污水处理工艺

1.2.1工艺

SBR反应周期为8h.，包括瞬时进水、搅拌、曝气、静置沉降4个阶段。其中搅拌2h.，曝气7h，静沉1h，曝气阶段溶解氧保持在3～4 mg/L。

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