再生水入渗区典型抗生素分布特征与地下水微生物群落影响因素研究

作者:郭子宁; 王旭升; 向师正; 胡桐搏; 刘菲; 关翔宇
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再生水渗滤携带的抗生素污染是地下水污染的来源之一,已成为城市地下水资源安全中不可忽视的问题。抗生素对微生物群落的影响及其在复杂脆弱的地下水环境中的作用值得关注。本研究基于16S rRNA基因高通量测序法,分析了3月和9月再生水入渗区城市地下水微生物群落结构。结合现场调查和室内分析,测量样品中的离子浓度(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、F-、Cl、SO42-、NO3-、NO2、HCO3-和CO32-),通过超高效液相色谱串联质谱法测量主要抗生素浓度(环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、莫西沙星、磺胺吡啶和磺胺醋酰),探讨了研究区地下水环境中微生物群落结构及其对环境因子的响应规律。结果表明:(1)研究区3月份地下水中抗生素浓度高于9月份的总体浓度,除季节因素外,人类活动可能是影响抗生素分布的另一个因素。(2) 微生物群落主要由变形菌门(Proteobacteria,81.04%)组成,其次是拟杆菌门(Bacteroidota,7.60%)、厚壁菌门(Firmicutes,4.21%)。三氧化氮(NH4+、NO3-、NO2-)和抗生素是影响研究区域微生物群落结构的重要因素。不同的抗生素对微生物群落的影响不同,其中磺胺吡啶、诺氟沙星、氧氟沙星和莫西沙星对微生物的影响最大,环丙沙星和磺胺醋酰的影响较小。(3) 共现网络分析发现,这两个主要功能群与抗生素有着高度的关联,即抗生素对研究区域内的主要微生物功能群及其功能有潜在影响。本研究有助于了解抗生素对地下水微生物群落和生态风险的影响机制。