抗生素滥用引起的微生物耐药问题日益严重。饮用水处理厂是保障饮用水质量的重要环节,但是现有的饮用水处理系统对抗生素抗性基因等新型污染物的控制能力有限。越来越多的消费者选择使用家庭净水器作为保障饮用水质量的权宜之计,其中活性炭净水器应用非常广泛。科学评估活性炭净水器中抗生素抗性基因的行为特征,对于饮用水安全保障有重要意义。本研究购置了国内外6种具有不同滤芯结构的家用活性炭净水器,在评估活性炭净水器对水质净化能力的基础上,通过荧光定量PCR技术对其中抗生素抗性基因的动态变化进行跟踪研究。通过宏基因组学全面分析了自来水进水、活性炭表面生物膜和净水器出水中的抗性基因与菌群结构。在此基础上甄别了指示菌和关键抗性基因,利用贝叶斯“Source Tracker”方法进行溯源分析,确定自来水进水和活性炭生物膜对出水的贡献比例,并探讨了可移动遗传元件对抗性基因的影响。研究结果显示,活性炭净水器能长期有效去除余氯,但对有机物的去除效果随着时间推移而变差。活性炭的物理性质对净水性能影响较大,比表面积越大,微孔含量越高,吸附性能就越强,去除有机物的能力就越高。具有刚性孔隙和渐紧过滤结构的烧结活性炭能对抗性基因起到一定的控制效果。总体来说对于活性炭净水器,48~80天时出水中抗性基因绝对丰度到达高水平,需要注意及时更换滤芯。宏基因组测序分析在饮用水活性炭净水器进出水和生物膜中共检测到13个大类121种亚型的抗性基因,其中最广泛存在的是多重耐药类抗性基因。自来水进水中最具影响力的生物标记是分枝杆菌属,主要包括粘液分枝杆菌(43%~47%)和戈登分枝杆菌,均为条件致病菌,且在自来水环境中频繁存在,需要重点关注。假诺卡氏菌属和红球菌属与多个抗性基因显著相关,也是滤后出水经LEf Se差异分析得到的标志性细菌,可以作为活性炭净水器滤后出水污染的指示菌。Source Tracker溯源发现活性炭生物膜对净水器出水细菌群落结构的平均贡献高达49%,对出水中ARGs的平均贡献也达到34%,活性炭生物膜污染对净水器出水水质的影响程度很大。可移动遗传元件质粒p BBta01、p MKMS02、p MFLV01和插入序列ISMysp3与多个抗性基因之间存在显著共出现关系,在活性炭生物膜的抗生素抗性基因增殖与传播中发挥了重要作用。