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抗生素的大量使用已经造成了抗生素向环境的持续排放。排放到环境中的抗生素促进了抗性细菌(Antibiotic resistance bacteria,ARB)和抗性基因(Antibioticresistance genes,ARGs)的大量传播,危害人类身体健康。在污水处理厂中,抗生素仅部分被去除,并且在生物降解抗生素的过程中产生的ARGs会进一步释放到环境中。氯霉素(Chloramphenicol,CAP)是一种广泛被使用的广谱抗生素,但它对人类有致癌和致畸作用。由于硝基和氯取代基的生物毒性,CAP很难被传统的生物废水处理过程降解。BES (Bioelectrochemical system,BES)作为一种有效的处理手段,可以利用生物阴极还原来促进氯取代基的去除,并将硝基转化为氨取代基,从而降低了 CAP的生物毒性,增加其生物降解性。BES的操作条件对ARB和ARGs的出现和丰度都会有潜在的影响。因此研究BES中ARB和ARGs的的归趋是非常重要的。ARGs的转移机制主要有两种方式:垂直转移和水平转移。但在BES处理CAP过程中ARGs的转移机制仍未可知。在本研究中,构建了 BES反应器来处理CAP废水,考察了 BES去除CAP的能力,同时确定了 BES中的ARGs的归趋。基于微生物群落(Illunima Hiseq测序结果),整合子(Class 1integronintegrase encoding gene,intI1)的丰度(实时荧光定量PCR结果)和ARGs的相关性分析结果确定了宿主菌变化和水平转移对ARGs变化的贡献,揭示了 ARGs转移机制。本研究的主要内容和结论如下:(1)本研究考察了 BES对CAP的去除效果,明确了 CAP的降解路径,并确定了在降解 CAP 过程中 CAP 抗性细菌(Chloramphenicol resistance bacteria,CRB)和 CAP 抗性基因(Chloramphenicol resistance genes,CRGs)的归趋。CAP初始浓度和阴极电势都会影响BES中CAP的去除。较低电势下(-1.25 V)没有CAP抗性的细菌活性会受到抑制,CRB被富集。在较高阴极电势下(-0.5 V)CRGs的表达被诱导。在中间的阴极电势下(-1 V) CAP可以脱氯降解,并且CRB丰度及CRGs的表达得到缓解,因此该条件可以缓和BES处理抗生素过程中产生ARGs污染。(2)在上述研究的基础上,基于微生物群落,intI1基因丰度和ARGs的相关性分析结果确定了 ARGs的变化及转移机制。不同盐度和不同电势下ARGs(除了sul1基因)变化的主要原因是宿主菌变化,而不是水平转移,说明ARGs传播主要通过垂直转移传播的。但在不同温度下ARGs宿主菌变化和水平转移共同导致了 ARGs的变化。不同条件下CAP降解不同,并且改变的微生物群落是导致CAP去除率差异的重要原因。(3)构建了电强化厌氧处理系统,考察了系统中CAP的去除规律,明晰了CAP去除过程中ARGs的归趋及其转移机制。并进一步借助微生物群落结构(Illunima测序分析)和ARGs的相关性分析确定了抗生素抗性对代谢细菌、代谢基因的影响。结果证实水平转移不是ARGs变化的主要因素,而微生物群落是ARGs (除了sul1基因)变化的主要原因。因此微生物群落改变使ARGs发生改变,从而影响代谢细菌丰度,改变了生物电强化厌氧系统性能。