[發明專利]一種去除水產養殖環境中抗生素抗性基因的方法及系統

在審

• 申請號: 201610316571.5
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN105753167A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 魯倫慧;楊吉祥;李哲;郭勁松
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34;C02F101/30;C02F101/16
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 尹麗云

技術領域

本發明涉及水產養殖環境中的水體凈化技術，特別是涉及一種去除水產養殖環境中抗生素抗性基因的方法及系統。

背景技術

我國是世界第一大水產養殖大國，約占世界養殖總產量的70％。但近年來由于水產養殖集約化發展，導致污染加劇，造成養殖環境質量不斷惡化，病原生物種類增多和傳播速度加快。目前病害防治的主要方法是使用抗生素類藥物，抗生素除了用于防治疾病之外，還有促進植物生長及節約營養成分等方面的作用。但由于水產養殖業對抗生素的使用種類和數量缺乏相應規章制度的約束，因此，造成抗生素在水產養殖業中的長期濫用。抗生素的大量使用不僅會引起水生動物體內的抗生素殘留，而且在使用過程中，隨糞便排泄的抗生素和未被生物食用的飼料中的抗生素會長期匯集于底部沉積物中，底泥的污染物處于不斷的積累和釋放過程中，從而造成水產養殖系統整體環境的惡化，殘留在生物體和水產養殖環境中抗生素，會誘導抗生素抗性基因(antibioticresistancegenes，ARGs)產生，對細菌產生環境選擇壓力。

近年來，抗生素抗性基因作為一種新型的環境污染物，越來越受到廣泛的重視，目前國內外關于ARGs的研究主要集中在城市污泥污水、畜禽養殖場、河流入海口、土壤微生物群落等環境中ARGs的污染分布。研究指出，ARGs在環境中可持久殘留，可與質粒、轉座子、噬菌體、整合子等可移動遺傳因子(mobilegeneticelements，MGEs)結合，通過基因水平轉移作用打破遺傳物質只能在親緣之間傳遞的界限，從而有效地在細菌群體中或不同細菌群體之間傳播，使更多的微生物獲得對該抗生素的抗性,進而在環境中傳播、擴散,從而對公共健康和食品衛生、飲用水安全等構成威脅。但目前的研究對于ARGs在環境中的來源、傳播和擴散機制等研究數據還十分有限，尤其是水產養殖環境中ARGs的污染尚未引起人們的足夠重視。水產養殖系統中的ARGs不僅可以對水產養殖區域環境造成直接污染，還能通過生態循環遷移轉化到土壤和水環境系統中進化發展，從而轉移到人體，對水產品消費者及整個生態系統造成巨大的潛在環境污染和健康風險。

因此，尋找能有效處理水產養殖環境中的抗生素抗性基因的方法是亟需解決的關鍵問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種去除水產養殖環境中抗生素抗性基因的方法及系統，用于解決現有技術中水產養殖系統的ARGs殘留量高、嚴重污染環境等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明第一方面提供一種去除水產養殖環境中抗生素抗性基因的方法，包括如下步驟：

(1)在水產養殖池中構建生態浮床：在養殖有水生生物的水產養殖池中布置生態浮床，在生態浮床上種植水生植物。水生植物主要通過水體生物吸收水產養殖池水體中的N、P等有機物質以及通過生長代謝作用凈化水體水質，起到去除抗生素抗性基因的作用。

(2)構建垂直流人工濕地及其水循環系統：垂直流人工濕地的上層為土壤層，下層為碎石層，在土壤層種植濕地植物，水產養殖池的水進入垂直流人工濕地后，依次流經土壤層、碎石層，再回流至水產養殖池，形成水循環系統。

進一步地，所述步驟(1)中，生態浮床的總面積占水產養殖池水面面積的百分比為10-20％。

進一步地，所述步驟(1)中，生態浮床上種植的水生植物為空心菜、水芹、茭白、美人蕉、水龍、水葫蘆、慈姑中的一種或多種組合。

進一步地，所述步驟(1)的水產養殖池中養殖的水生生物為淡水魚。

更進一步地，所述淡水魚為草魚、鯽魚、鯉魚、鰱魚中的一種或幾種組合。

進一步地，所述步驟(1)的生態浮床為可降解聚苯乙烯泡沫板，該泡沫板具有可降解的特性，環保節能，對環境無污染。

進一步地，所述步驟(2)中，垂直流人工濕地的土壤層厚度≥50cm。

進一步地，所述步驟(2)中，垂直流人工濕地的碎石層厚度為20～30cm。

進一步地，所述步驟(2)中，垂直流人工濕地的碎石層的碎石粒徑為5-20mm。

進一步地，所述步驟(2)中，垂直流人工濕地的土壤層的土壤為當地土壤或客土，具體為有機質豐富的表層土壤。

進一步地，所述步驟(2)中，垂直流人工濕地的水力停留時間為10～15h。

優選地，所述步驟(2)中，垂直流人工濕地的水力停留時間為12h。

進一步地，所述步驟(2)中，土壤層上種植的濕地植物為水蔥、蘆葦、菖蒲、梭魚草中的一種或多種組合。