【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及河湖生态环境评价领域，尤其一种经济、快捷的基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法。
技术介绍
1、抗生素不能完全为生物体所代谢，它的滥用和误用造成了其在水环境中的循环，给水环境造成了较强的选择压力，并导致了环境中具有抗生素抗性和携带抗生素抗性基因的细菌数量大量增加，形成新污染物抗生素耐药菌(arbs)和抗生素耐药基因(args)。环境中arbs和args对人类健康的影响在一定程度上比微量残留的抗生素危害更大，因此在湖库等重要的饮用水源地开展相关污染治理与风险管控至关重要。
2、氮磷营养盐是水环境中抗生素耐药菌生长繁殖的生源要素，诸多研究证实湖库arbs和args赋存特征与周边污染输入和水质状况关系密切。申请人前期的研究也发现arbs和args的丰度与湖库氮磷污染物年输入总负荷线性关系良好。传统的环境污染物的风险评价主要方法包括毒性当量法、定量风险评价法以及风险商值法等。目前关于arbs和args的风险评价研究是环境科学的热点，且多集中于自来水厂、水产养殖基地等小范围水域，缺乏流域层面自然水体的arbs和args的风险评价。由于湖库水域面积广泛，受外来环境因素波动影响显著。在实际环境检测工作中，arbs和args污染物需要使用到包括高通量测序、宏基因组学等在内的众多高精尖生物技术应用，价格昂贵，操作复杂，所以也需要一种能够在日常检测的基础上实行，原理简单，适用性与可操作性强的抗生素抗性基因污染风险评估办法。
技术实现思路
1、本专利技术
2、本专利技术采用的技术方案是，一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，包括以下步骤：
3、步骤1：在目标湖库主要入湖/库口设置固定的监测位点，逐月调查监测该断面流量与常规水质参数，计算确定湖库氮磷污染物的年入湖/库总负荷。
4、步骤2：在湖库中随机均匀布置适量的采样点，利用荧光定量pcr技术实地调查测定水体与表层沉积物中arbs与args丰度，并利用地理加权回归模型分析各采样点arbs、args丰度与该采样点氮磷污染物的年输入总负荷的相关性，分别构建氮磷污染物的年入湖/库总负荷与湖库抗生素耐药细菌arbs、抗生素抗性基因args丰度的线性回归方程；
5、步骤3：利用步骤1计算的湖库氮磷污染物的年入湖/库总负荷与步骤2构建的线性回归方程计算待评估湖库湖区/库区全范围内arbs与args的丰度；
6、步骤4：对步骤3中得到的湖区/库区全范围内arbs与args丰度数据集进行数据误差缩小处理，得到arbs与args数据误差缩小处理值；
7、步骤5：对不同类别的args和arbs赋予不同的风险系数，根据步骤4中得到的arbs与args数据误差缩小处理值分别计算对应的总风险评分，再根据args总风险评分和arbs总风险评分的相对权重，进一步限定湖库arbs与args风险的比重，最终得出抗生素抗性相对风险评分，实现对湖库整个湖区/库区内抗生素抗性基因污染风险的评估。
8、进一步的，步骤1计算确定湖库氮、磷污染物的年入湖/库总负荷具体公式为：
9、wi＝∑qn·cn·10-6
10、式中，w为湖库输入某种污染物的总负荷量，t；i为污染物种类，包括tn、tp；q为入湖/库河流的逐月径流量，m3；c为入湖/库河流污染物i的逐月监测浓度，mg/l；n为月份。
11、进一步的，步骤2中利用地理加权回归模型分析各采样点arbs、args丰度与该采样点氮磷污染物的年输入总负荷的相关性。
12、进一步的，步骤2中采用野外监测湖库水体以及表层沉积物各类arbs与args赋存特征，构建arbs与args丰度与年入湖/库氮磷污染总负荷的线性回归方程，线性回归方程的公式如下：
13、yarbs＝a1xtn-b1xtp+c1
14、yargs＝a2xtn-b2xtp+c2
15、其中yarbs是待测点抗生素耐药细菌arbs丰度，yargs是待测点抗生素抗性基因args丰度，xtn为总氮年入湖/库总负荷，xtp为总磷年入湖/库总负荷，a、b、c为线性回归方程截距。
16、进一步的，步骤4中对步骤3得到的arbs与args总丰度数据集进行数据误差缩小处理，并进行风险赋值，得到对应的风险评分；
17、数据误差缩小处理公式为：
18、
19、
20、其中，为湖库arbs组数据集farb中第m类arbs相对丰度数据的丰度缩放值；为湖库args组数据集farg中第n类args相对丰度数据的丰度缩放值；
21、风险赋值的公式为：
22、
23、
24、其中，为第m类arbs丰度缩放值的风险评分；为第m类arbs丰度缩放值的风险系数；为第n类args丰度缩放值的风险评分；为第n类args丰度缩放值的风险系数；为湖库arbs组数据集farb中第m类arbs相对丰度数据的丰度缩放值；为湖库args组数据集farg中第n类args相对丰度数据
25、的丰度缩放值。
26、本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，基于湖库水环境中各类arbs与args丰度和流域内氮磷污染输入较好的相关性，通过湖库流域内各汇入支流常规水文、水质监测，计算各支流氮磷污染年入湖库总负荷量，构建湖库实测各类arbs与args丰度与氮磷污染输入的地理加权回归模型，并借助风险系数评估赋值，可简单、准确、快速的评估湖库抗生素抗性基因污染总风险，为湖库抗性基因污染风险管控提供科学指导。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，步骤1计算确定湖库氮、磷污染物的年入湖/库总负荷具体公式为：
3.如权利要求1所述的一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，步骤2中利用地理加权回归模型分析各采样点ARBs、ARGs丰度与该采样点氮磷污染物的年输入总负荷的相关性。
4.如权利要求1所述的一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，步骤2中采用野外监测湖库水体以及表层沉积物各类ARBs与ARGs赋存特征，构建ARBs与ARGs丰度与年入湖/库氮磷污染总负荷的线性回归方程，线性回归方程的公式如下：
5.如权利要求1所述的一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，步骤4中对步骤3得到的ARBs与ARGs总丰度数据集进行数据误差缩小处理，并进行风险赋值，得到对应的风险评分；
...【技术特征摘要】
1.一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，步骤1计算确定湖库氮、磷污染物的年入湖/库总负荷具体公式为：
3.如权利要求1所述的一种基于常规水文、水质监测评估湖库抗生素抗性基因污染总风险的方法，其特征在于，步骤2中利用地理加权回归模型分析各采样点arbs、args丰度与该采样点氮磷污染物的年输入总负荷的相关性。
...【专利技术属性】
技术研发人员：潘雄，林莉，杨玉义，董磊，靖争，孙婷婷，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：
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