申请日2018.09.06
公开(公告)日2019.01.18
IPC分类号C02F1/46; C12Q1/6851; C02F103/32
摘要
本发明公开了一种有效降解柑橘加工废水中耐药基因的方法，包括如下步骤：采用低温等离子体处理含耐药基因的柑橘加工废水，然后检测废水中的耐药基因水平;所述低温等离子体处理的条件为：处理频率为10～14kHz,处理功率为40～60W，处理时间为4～6min,处理温度为20～30℃。本发明采用低温等离子体技术有效降解柑橘加工废水中耐药基因的含量，进一步控制耐药基因在生态环境中的传播。
权利要求书
1.一种有效降解柑橘加工废水中耐药基因的方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用低温等离子体处理含耐药基因的柑橘加工废水，然后检测废水中的耐药基因水平;所述低温等离子体处理的条件为：处理频率为10～14kHz,处理功率为40～60W，处理时间为4～6min,处理温度为20～30℃。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述耐药基因为耐氨苄青霉素基因和/或耐四环素基因。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述柑橘加工废水中耐氨苄青霉素基因水平为8～10log拷贝数/mL，耐四环素基因水平为8～10log拷贝数/mL。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述低温等离子体处理为：
采用双介质阻挡放电低温等离子体装置，先将2～4mL含有耐药基因的柑橘加工废水装入石英玻璃培养皿中，上介质与液面气隙距离为1.5～2.5mm。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，耐药基因水平的检测采用荧光定量PCR。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述低温等离子体处理的条件为：处理频率为13～14kHz,处理功率为55～69W，处理时间为4～6min，处理温度24～26℃。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述低温等离子体处理的条件为：处理频率为14kHz,处理功率为57.7W，处理时间为4～6min，处理温度5℃。
说明书
一种有效降解柑橘加工废水 中耐药基因的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种有效降解柑橘加工废水中耐药基因的方法。
背景技术
细菌耐药性对公共健康、食品安全和经济发展已造成了全球性的威胁。抗生素的滥用加速了细菌耐药基因在环境中更大范围的传播。耐药基因是可移动的基因元件，其能够通过基因水平转移原理从一个细菌中转移到另一个细菌中。一旦大量的耐药基因释放到环境中，其他细菌很有可能会获得这种耐药基因，从而导致对抗生素的耐受性。耐药基因已被认为是生态系统(如城市污水、农业工业废水、饮用水等)中常见的危害因子之一。传统的污水处理技术虽然能够有效地杀灭不具有耐药性的细菌，但是很难消除具有高抗性的耐药细菌，甚至有研究还表明一些技术有可能会增加其中耐药基因的水平。因此，亟需有效的废水处理技术来消除生态环境中耐药基因对人类健康的威胁。
有效降解废水中的耐药基因，是增强废水的安全性的重要手段，例如，公开号为CN108148606A的中国发明专利申请文献公开了一种养殖废弃物抗生素耐药基因的控制方法，包括以下步骤：将含有抗生素耐药基因的畜禽粪便通过与生物质废弃物混合，将其含水率降低到小于40%;再将其通过螺旋输送的方式连续送入外热式热解炉内、在无氧或缺氧的气氛下进行热解处理，将粪便中的抗生素抗性基因微生物完全分解得到固体物质;所述固体物质在缺氧的气氛下无氧化随炉冷却得到生物炭。该方法是借助热解工艺的高温过程，使畜禽粪便中的抗生素耐药基因微生物在分子水平上被分解。
发明内容
本发明涉及一种有效降解柑橘加工废水中耐药基因的方法，采用低温等离子体技术有效降解柑橘加工废水中耐药基因的含量，进一步控制耐药基因在生态环境中的传播。
一种有效降解柑橘加工废水中耐药基因的方法，包括如下步骤：
采用低温等离子体处理含耐药基因的柑橘加工废水，然后检测废水中的耐药基因水平;所述低温等离子体处理的条件为：处理频率为10～14kHz，处理功率为40～60W，处理时间为4～6min，处理温度为20～30℃。
本发明的降解原理是利用等离子体所产生丰富的活性粒子(如活性氧/活性氮、电子、正负离子等)来与耐药基因进行化学反应，从而破坏耐药基因的结构，进而达到降解耐药基因的目的。
优选地，所述耐药基因为耐氨苄青霉素基因和/或耐四环素基因。
进一步优选地，所述柑橘加工废水中耐氨苄青霉素基因水平为8～10log拷贝数/mL，耐四环素基因水平为8～10log拷贝数/mL。
进一步地，具体浓度为耐氨苄青霉素基因水平为8.48log拷贝数/mL,耐四环素基因水平为8.68log拷贝数/mL。
优选地，所述低温等离子体处理为：
采用双介质阻挡放电低温等离子体装置，先将2～4mL含有耐药基因的柑橘加工废水装入石英玻璃培养皿中，上介质与液面气隙距离为1.5～2.5mm。
进一步地，所述的低温等离子体方法中优选采用双介质阻挡放电低温等离子体CTP-2000K型装置对含有耐药基因的柑橘加工废水进行处理，具体步骤：将3mL含有耐药基因的柑橘加工废水装入直径为50mm的石英玻璃培养皿中，上介质与液面气隙距离为2mm，对含有耐药基因的柑橘加工废水进行低温等离子体处理。
优选地，所述低温等离子体处理的条件为：处理频率为13～14kHz,处理功率为55～69W，处理时间为4～6min，处理温度24～26℃。
进一步优选地，所述低温等离子体处理的条件为：处理频率为14kHz,处理功率为57.7W，处理时间为4～6min，处理温度5℃。
在上述优选的条件下，低温等离子体技术能够有效地降解柑橘加工废水中的耐药基因。
4～6min的低温等离子体处理后，耐氨苄青霉素基因水平降解了1.74～3.26log拷贝数/mL，耐四环素基因水平降解了2.16～3.14log拷贝数/mL，实现98.2～99.9%的降解率。
优选地，耐药基因水平的检测采用荧光定量PCR。
在低温等离子体技术处理后，还包括以下检测步骤：取1mL处理后的含有耐药基因的柑橘加工废水用荧光定量聚合酶链反应技术进行检测，该聚合酶链反应体系含有10μL的2×聚合酶链反应预混溶液,各1μl正向和反向引物(100μM),0.3μl含有耐药基因的柑橘加工废水和7.7μl去核酸酶的纯净水，反应条件为1个循环为95℃保持2min，40个循环为95℃保持5s，60℃保持15s和72℃保持60s，最后一个循环为65to 95℃的溶解曲线。上述的荧光定量聚合酶链反应得到的循环数代入标准曲线方程即可得到耐药基因含量。
本发明的实验证明，本发明开发了一种有效降解柑橘加工废水中耐药基因的方法，降低了耐药基因传播的可能性，进一步优化了废水处理工艺，有利于推广低温等离子体技术的产业应用。