过氧化氢耦合超声消除水体中抗生素抗性基因污染的方法技术

本发明专利技术公开一种去除水体中抗生素抗性基因的方法，属于水处理技术领域，本发明专利技术要解决抗生素抗性基因污染水体这一问题。本方法通过向水体中投加过氧化氢、同时伴以超声波辐射的方法，一方面利用过氧化氢的强氧化性，对抗生素抗性基因从化学反应的角度展开破坏，氧化其中的碱基、核糖和磷酸，使抗生素抗性基因的化学本质发生变化，从而不具有储存和传递遗传信息的能力；另一方面，利用超声波在在水体中形成一个个空化气泡。当空化气泡崩灭时，对水体中的抗生素抗性基因产生很强的物理破坏作用，使其双螺旋结构解体、核苷酸链断裂，使其中包含的遗传信息无法传递，从而达到消除抗生素抗性基因污染这一目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理领域，尤其涉及一种消除水体中抗生素抗性基因污染的方法。
技术介绍
在我国，抗生素抗性基因的污染日趋严重。抗生素抗性基因是指，能够使微生物对抗生素类物质产生抗性的基因。在一个微生物群体中，并不是所有的个体都有抗生素抗性基因，由于此类基因往往通过突变产生，所以基因频率较低。但在含有大量抗生素的环境中，微生物产生抗生素抗性基因的概率大大增加。研究证实，微生物可将自身体内的抗生素抗性基因释放到环境当中。存在于环境中的抗生素抗性基因又可以通过多种途径进入原本对抗生素不具有抗性的微生物体内，使其拥有抵抗抗生素的能力。这将对人类的生命及健康安全产生极大的隐患。超声波是指频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌、消毒等。在医学、军事、工业、农业上有重要的应用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡，其成因有二:一是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡；二是强大的拉应力把液体“撕开”，形成一个个的空洞，称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或崩灭。当空化气泡崩灭时，周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生强压力脉冲。鉴于传统的污水处理工艺不仅难以去除抗生素抗性基因，污水处理厂出水还被认为是地表水、地下水及土壤中抗生素抗性基因的重要来源。因此，使用新型的处理工艺消除水体中的抗生素抗性基因污染，是确保水质安全、环境安全和生态安全的重要环节。
技术实现思路
本专利技术是要解决抗生素抗性基因污染水体这一问题，而提供使用过氧化氢耦合超声波辐射消除水体中抗生素抗性基因污染的方法。本专利技术使用，通过以下步骤实现: (一)、将含有抗生素抗性基因的水体排入混凝沉淀池，使用混凝剂和絮凝剂对其进行混凝沉淀处理，混凝剂与水体的投配比为0.5克/吨飞00克/吨。对于浊度低于20NTU的水体，可不经此步骤直接进入下一步骤； (二)、将从沉淀池排出的污水，加入含有过氧化氢的药剂，使投加后每立方米水体中过氧化氢的含量为10克/吨 10千克/吨； (三)、加入了过氧化氢的污水进行超声波辐射处理，超声波声能密度为I千瓦/吨 100千瓦/吨,超声波作用时间为0.5mirT60min，超声波频率为20kHz 40kHz。 本专利技术的有益效果:(一)、水体中的抗生素抗性基因在过氧化氢和超声波辐射的双重作用下，一方面，过氧化氢具有极强的氧化性，会氧化抗生素抗性基因的碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶)、核糖和磷酸，使抗生素抗性基因的化学本质发生变化，从而不具有储存和传递遗传信息的能力；另一方面，超声波在水体中穿透力强、传播距离远，会在水体中形成一个个空化气泡。当空化气泡崩灭时，周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生强压力脉冲，对水体中的抗生素抗性基因产生很强的物理破坏作用，使其双螺旋结构解体、核苷酸链断裂，丧失其所包含的遗传信息的完整性，使其中包含的遗传信息无法传递，从而达到消除抗生素抗性基因污染这一目的； (二)、过氧化氢溶液来源广泛，使用方便，操作条件好，氧化性强，处理效果显著； (三)、超声波辐射处理方法具有设备简单、处理效率高、能耗低的优势，使抗生素抗性基因的处理工艺简化，处置成本降低。具体实施方式 实施例1:· 基于过氧化氢耦合超声波辐射消除水体中抗生素抗性基因污染的方法是按下列步骤进行的:一、从厦门市集美区某污水处理厂二沉池中取水样5L，通过PCR扩增，检出以下八种抗生素抗性基因:整合子基因int\、inti,磺胺类抗性基因sul\、sul2, sulk,四环素类抗性基因ieiA、ieiE、ieiM ;向该水样中首先加入混凝剂聚合氯化招4mg/L,沉淀30min,使其浊度低于20NTU ;二、步骤一中得到的出水，向其中加入质量分数为30%的过氧化氢溶液50g，与此同时，使用超声波细胞粉碎机对其进行超声处理，超声波频率为30kHz，超声波声能密度为80W/L，处理30min ;三、对步骤二中得到的出水水样进行PCR扩增，检测其中抗生素抗性基因的浓度。结果如下表所示: 出水中整合子基因{int\、inti)、磺胺类抗性基因(m71、su12、m7A)、四环素类抗性基因Qtetk、tet^L、tetW)浓度如下表:本文档来自技高网...

【技术保护点】
过氧化氢耦合超声消除水体中抗生素抗性基因污染的方法，其特征在于：通过耦合超声波辐射与投加含有过氧化氢的药剂，达到去除水体中抗生素抗性基因的目的。

【技术特征摘要】
1.过氧化氢耦合超声消除水体中抗生素抗性基因污染的方法，其特征在于:通过耦合超声波辐射与投加含有过氧化氢的药剂，达到去除水体中抗生素抗性基因的目的。2.过氧化氢耦合超声消除水体中抗生素抗性基因污染的方法，其特征在于:通过以下具体步骤实现: (一)、将含有抗生素抗性基因的水体排入混凝沉淀池，使用混凝剂对其进行混凝沉淀处理，混凝剂与水体的投配比为0.5克/吨飞OO克/吨；对于浊度低于20NTU的水体，可不经此步骤直接进入下一步骤； (二)、将从沉淀池排出的污水，加入含有过氧化氢的药剂，使投加后水体中过氧化氢的含量为10克/吨 10千...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峰，王鲁，刘玉蕾，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：