环境中的抗生素和抗性基因的污染控制已经成为环境科学与工程领域的一个研究热点。生物处理技术广泛用于包括抗生素生产废水在内的各种工业废水的处理。前期研究表明，抗生素生产废水中残留的抗生素及其相关物质（残留效价）浓度高，有可能抑制废水处理微生物的活性，并诱导细菌产生抗生素抗性。确定废水处理过程中产生抗药基因诱导效应的抗生素浓度水平是阻断抗性基因产生和传播的重要科学基础。　　本论文首先建立了用于评价抗生素及相关物质抗生素效价的方法，并构建了基于生物膜的模拟好氧反应器，通过长达600天的废水处理实验，研究了不同类抗生素（土霉素、螺旋霉素、链霉素、替加环素）对好氧生物处理系统的处理效果的影响。在此基础上，选取对废水处理效果影响较大的链霉素系统，探索诱导活性污泥中抗生素抗性的链霉素最小效应浓度和抗生素对于微生物群落结构和功能的影响;最后进一步考察了消除链霉素压力后废水处理系统微生物功能群落及抗性基因的变化情况。论文取得以下主要成果:　　(1)建立了废水中残留效价的测定方法，并将其应用于土霉素、螺旋霉素等制药废水中残留效价的测定，发现土霉素的三种水解产物（4-差向异构土霉素、α-原土霉素、β-原土霉素）效价很低，但螺旋霉素的副产物新螺旋霉素具有与其母体相当的效价(87.4％)。该方法的建立为评价废水中抗生素的残留效价提供了重要的手段。　　(2)长达600天的长期模拟实验结果表明，在抗生素浓度为50 mg/L（替加环素为25 mg/L）的条件下，反应器的COD去除效能并未出现明显变化，但硝化功能受到明显抑制，其中含链霉素的废水处理系统氨氮氧化被完全抑制。对链霉素系统的微生物群落结构和功能的分析发现细菌群落结构的α多样性（特定群落的物种丰富度）在链霉素1 mg/L时比对照系统显著降低，β多样性（群落组成变化的幅度）在链霉素0.1 mg/L时发生显著变化(p＜0.05)，碳降解异氧菌多样性和冗余度高可能是高浓度抗生素压力下仍能维持碳降解功能正常实现的主要原因。而氮转化相关微生物的种类相对单一，容易受到抗生素的抑制。　　(3)利用qPCR、高通量定量PCR(HT-qPCR)以及宏基因组测序技术分析了不同链霉素压力下抗性基因和转移因子的丰度变化，并通过传统平板培养的方法测定链霉素抗性菌的比例，首次从抗性基因的基因型和细菌抗性表型水平上确定链霉素诱导活性污泥中抗生素抗性的最小效应浓度为1-5 mg/L。在高于最小效应浓度时，氨基糖苷类抗性基因出现显著上升，且与Ⅰ型整合子具有显著的相关性。其他类的抗性基因也有一定程度的增加，说明链霉素不仅可以引起氨基糖苷类抗性基因的增加，还可能会引起细菌多抗性。该研究为抗生素废水的行业管理提供了重要的科学依据。　　(4)研究发现，当链霉素压力消除后，链霉素生物处理系统在三个月内完全恢复了硝化功能，但在9个月后微生物的群落结构和功能结构与对照组比仍有明显差异，抗性基因和转移因子的丰度仍旧高于链霉素浓度为5 mg/L时的水平。表明即使去掉抗生素压力，抗性基因和水平转移因子仍然能够长期存在，因此进水抗生素的源头控制是消减废水生物处理系统抗性基因排放的一个有效手段。