摘 要

如今全球的微塑料污染日益严重，且微塑料难于降解分解、能富集各种类污染物且其表面能够提供生物群落生存环境，所以对环境能造成的污染较为严重。本实验主要探查微塑料种类、浓度、老化程度以及接触时间等对于微塑料富集胞内、胞外抗生素抗性基因的特征和解析介质、胞外基因浓度、解析时间和老化对于解析的影响特征，通过对实验数据分析发现微塑料吸附抗性基因中胞外基因的量多余胞内基因，但在解析实验中则相反。且微塑料的种类对于吸附基因量有较大影响，且对于胞内、胞外基因的吸附能力相差2-4倍；微塑料浓度和粒径与基因吸附量呈负相关；老化程度与胞内基因吸附量呈正相关，与胞内呈负相关；随着搅拌时间会使基因吸附量有先增后减的趋势，总体变化较小，基因吸附量大约维持在1.510⁸copies/g；污染物浓度上升会使胞内基因吸附量先增后减，胞外基本不变，维持在2.53×10¹⁰copies/g；富里酸会抑制胞内基因的吸附，却反而促进胞外基因的吸附。在解析中得出解析介质是重要的影响因素，其中溶剂有较好的解析效果；且解析时间动力学中发现解析基因量先增后减；老化程度、胞外基因浓度与胞外解析基因量呈负相关。上述实验结果都为评价微塑料污染以及其与抗性基因的复合污染评估提供了基础。

关键词： 微塑料 抗生素抗性基因 富集特征 解析特征

Study on the combined pollution characteristics of microplastic carrying resistance genes.

Abstract

Nowadays, microplastics in the world are becoming more and more polluted, and microplastics are difficult to decompose and decompose, can enrich various pollutants and their surface can provide a living environment for biomes, so the pollution caused by environmental energy is more serious. This experiment mainly explores the characteristics of micro-plastics, intracellular and extracellular antibiotic resistance genes and the mediators, extracellular gene concentration, resolution time and aging effects on the analysis of microplastics, concentration, aging and contact time. By analyzing the experimental data, it was found that the amount of extracellular gene in the microplastic adsorption resistance gene was more than the intracellular gene, but the opposite was true in the analytical experiment. And the type of micro-plastics has a great influence on the amount of adsorbed genes, and the adsorption capacity for intracellular and extracellular genes is 2-4 times different; the concentration and particle size of micro-plastics are negatively correlated with the amount of gene adsorption; the degree of aging and intracellular The amount of gene adsorption was positively correlated, and negatively correlated with intracellular; with the stirring time, the amount of gene adsorption increased first and then decreased, the overall change was small, and the amount of gene adsorption was maintained at 1.5×10⁸copies/g; The increase will increase the amount of intracellular gene adsorption first and then decrease, and the extracellular is basically unchanged, maintaining at 2.53×10¹⁰copies/g; fulvic acid inhibits the adsorption of intracellular genes, but promotes the adsorption of extracellular genes. In the analysis, the analytical medium is an important influencing factor, in which the solvent has a good analytical effect; and the analytical time is found to increase and then reduce the amount of analytic gene; the degree of aging, extracellular gene concentration and

extracellular analytic gene Negative correlation. The above experimental results provide a basis for evaluating microplastic contamination and its combined contamination assessment with resistance genes..

Keywords：microplastic；antibiotic resistance gene；enrichment characteristics；analytical characteristics.

目 录

摘要 1

Abstract 2

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2微塑料污染 1

1.2.1微塑料简介 1

1.2.2微塑料的危害 2

1.3微塑料在污水厂中的来源、分布和去除 4

1.3.1污水厂微塑料的来源 4

1.3.2 污水厂微塑料的分布与去除 4

1.4污水厂中的抗性基因 4

1.4.1 污水厂中ARG的检出和分布 5

1.4.2 污水处理工艺对抗性基因的去除 5

1.5 研究内容和技术路线 6

第二章 实验部分 7

2.1实验材料及准备 7

2.1.1实验药品 7

2.1.2实验器材 7

2.2 富集实验步骤 8

2.3 解析实验步骤 8

2.4 胞内DNA提取 9

2.5胞外DNA提取 10

2.6 QPCR 11

2.7 实验数据分析 12

第三章 结果和讨论 14

3.1 微塑料对抗性基因的富集特征 14

3.1.1不同种类微塑料富集抗性基因的特征 14

3.1.2 微塑料浓度对于微塑料富集抗性基因的特征 15

图3-2 微塑料浓度对富集结果的影响 15

3.1.3 微塑料粒径对微塑料富集抗性基因的影响 15

3.1.4 老化程度对微塑料富集抗性基因的影响 16

3.1.5 搅拌时间对微塑料富集抗性基因的影响 17

3.1.6 水中污染物对微塑料富集抗性基因的影响 17

3.1.7 富里酸对于富集能力的影响 18

3.2 微塑料上抗性基因的解析特征 19

3.2.1 解析时间对于解析特征的影响 19

3.2.2 解析介质对于解析特征的影响 20

3.2.3 老化对解析特征的影响 21

3.2.4 胞外基因初始浓度对解析特征的影响 22

第四章 结论和展望 23

4.1结论 23

4.2展望 23

参考文献： 25

致 谢 29

第一章 绪论

1.1引言

塑料已经成为现代社会必不可少的一份子，其稳定的化学性质、成本低廉、合成加工简单、耐用等特点受到各行各业的青睐，并且也广泛应用于我们的日常生活当中，这也就导致了每年全球需要大量的塑料产品。而正是由于大量且广泛应用于各行各业，每年的塑料垃圾也是环境污染的一个大问题，在不当处理下，这些成吨的塑料垃圾进入环境中，会给我们造成严重的污染问题。而大尺寸塑料在风化、老化分解后变成尺寸较小的塑料，尺寸小于5mm的塑料也就成为一种新型污染物-微塑料进入人们眼帘，并且由于其难降解性质得到了重视。

如今，全球的塑料污染问题是一个人类面临的巨大挑战，每年全球所产生的塑料总量大约3亿吨。这些塑料被广泛应用于我们日常生活以及各行各业，也带来了十分庞大的塑料垃圾进入环境，大部分塑料随着老化以及分解成为微塑料。微塑料在自然条件下降解速度缓慢，并且微塑料具有积累、迁移和扩散污染物的能力。而污水处理厂作为一个微塑料的重要储存中心库，在污水处理厂中，微塑料利用其比表面积大的特点可以富集污水中的污染物，把它们带入自然环境。

1.2微塑料污染

1.2.1微塑料简介

从1907年列奥·亨德里克·贝克兰合成塑料至今已经一百多年，随着社会发展，塑料已经成为了人类日常生活中的必需品，并且塑料在现代工业、航天、建筑以及通讯等行业中应用十分广泛^[1]，这些行业大量的需求量导致了塑料的产量每年呈指数性增长。而这些塑料其中大部分没有正当的降解处理便直接排放环境中，导致环境污染愈发的严重。在2004年，微塑料被作为一种新型污染物提出，即大小尺寸小于5mm的塑料。微塑料是一种具有持久性的环境污染物，其化学性质稳定^[2]，由于其难降解性以及数量庞大越来越受到人们的关注，并且在Sutherland W J等的研究表明微塑料已经成为了一个全球性的环境问题^[3]。