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^*

来源：岩矿测试, 2022, 41(03): 451-462.

DOI：10.15898/j.cnki.11-2131/td.202111040163

• 城市地下水
• 再生水入渗
• 抗生素
• 超高效液相色谱-串联质谱法
• 群落结构
• 群落功能

再生水入渗携带的抗生素污染是地下水污染的来源之一，已经成为城市地下水资源的安全中不可忽视的问题。抗生素对复杂和脆弱地下水环境中的微生物群落及其功能的影响值得关注。本研究基于利用16S rRNA基因高通量测序方法，对3月和9月两个月份再生水渗入区城市地下水中微生物群落结构进行分析。结合现场调查测试和室内分析，测得样品中离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH+4、F-、Cl-、SO■、NO-3、NO-2、HCO-3、CO■)浓度，并采用超高效液相色谱-串联质谱技术测得主要的抗生素浓度(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),对研究区地下水环境中微生物群落结构及与环境因子的响应规律进行探讨。结果表明：(1)研究区内3月份地下水中抗生素浓度要高于9月份整体抗生素浓度，以磺胺醋酰和环丙沙星为主，此外除了季节因素外，人类活动可能是影响抗生素分布的又一因素；(2)微生物群落主要由变形菌门(Proteobacteria,81.04%),其次是拟杆菌门(Bacteroidota,7.60%)、厚壁菌门(Firmicutes,4.21%)等组成。三氮(NH+4、NO-3、NO-2、)和抗生素是影响研究区内微生物群落结构的重要影响因素，不同抗生素对微生物群落影响存在差异，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程度较小；(3)共现性网络分析发现有占据优势的两个功能群与抗生素有较高的连结度，即抗生素对该研究区内主要的微生物功能群及其功能存在潜在的影响。本研究可为认识抗生素对地下水微生物群落的影响机制以及生态风险提供帮助。

• 单位
  中国地质大学（北京）; 水资源与环境工程北京市重点实验室