近几年来,随着抗生素在畜牧业与医疗卫生领域的广泛使用,环境中逐渐增加的残留抗生素加速了抗性基因(ARGs,antibiotic resistance genes)的传播扩散,从而导致抗性基因的泛滥已成为威胁公共安全和生态健康的潜在风险。作为当前城市固体垃圾的主要集中处理场所,垃圾填埋场中含有大量的过期抗生素及抗性基因,并随着固体废弃物的处理进入到垃圾渗滤液中。如果渗滤液不能得到有效处理,其中的ARGs会随着渗滤液尾水的排出而进入到环境中,从而造成潜在环境危害。因此,研究渗滤液中的ARGs处理就显得很有必要。本研究采用上海市老港垃圾填埋场的陈垃圾作为填料构建了实验室填埋场生物反应器。设计了好氧条件下三种不同的水力负荷(25L/m3·d,50L/m3·d,100 L/m3·d)以及50L/m3·d水力负荷下的好氧和厌氧条件这两种工况参数,研究了反应器不同运行条件下ARGs去除率的变化。此外,本研究还通过对三种不同处理工艺下的渗滤液ARGs的去除研究,探讨了不同工艺对于ARGs去除的影响。本文的主要结论如下:(一)研究了不同水力负荷和好氧状态下填埋场生物反应器对营养元素、重金属和抗性基因的去除效果,并通过相关分析得出抗性基因去除率与环境因子的关联性。(1)研究了稳定运行81天的好氧反应器运行状态。对比水力负荷为25、50、100 L/m3·d下反应器的总氮、氨氮和COD去除率,发现较低的运行负荷可得到较高的氨氮和总氮去除率,而COD去除呈现出随水力负荷增加先增大后减小的趋势。50L/m3·d的水力负荷下,对比好氧和厌氧状态对反应器运行的影响,结果表明好氧条件有利于氨氮和COD的去除,厌氧条件有利于总氮的去除。其原因是有机物好氧呼吸和硝化过程在好氧条件下进行,而厌氧条件对反硝化脱氮有促进作用。不同水力负荷对重金属总量的去除对比,发现25 L/m3·d水力负荷下反应器对于重金属的去除率要高于50 L/m3·d和100 L/m3·d,说明低水力负荷更有利于重金属的去除。比较好氧和厌氧条件下的系统运行,发现好氧条件更有利于重金属的去除。(2)不同水力负荷下反应器中的抗性基因去除实验对比,发现25 L/m3·d的水力负荷下反应器对于sull,strB,aadA1,intl1的去除率要高于50 L/m3·d和100 L/m3·d,说明低水力负荷更有利于ARGs的去除。对比不同好氧状态下的反应器运行效果,发现好氧条件下sul1,sul2,strB,aadA1,intl1的去除率都明显高于厌氧,说明好氧环境更有利于ARGs的去除。(3)相关性分析结果表明重金属、水质与ARGs的去除效果具有显著相关关系。其中As,Pb,N03--N和ARGs对数去除率之间主要表现为显著性正相关,其余环境因子和ARGs之间主要表现为显著性负相关。说明在本研究中,水质和重金属对于ARGs的去除有较大的影响。(二)比较了三个渗滤液处理厂不同处理工艺对抗性基因去除效果的影响,并分析了水质参数、重金属对抗性基因去除效果的影响。(1)MBR、三级A/O以及两级A/O工艺对新鲜渗滤液中氮素和COD具有较高的去除率(>90%)。两级A/O工艺具有最高的总氮和COD去除效率,而MBR则在氨氮的去除具有明显优势。比较三种工艺中重金属的去除情况,发现三种工艺中的Cu,Ni去除率无显著性差异。两级A/O工艺使出水中Cd和Zn的浓度增加,但相比MBR和三级A/O对其他几种重金属具有更好的去除效果。说明两级A/O工艺对于重金属的去除率要优于MBR工艺和三级A/O工艺。(2)三种工艺中ARGs研究结果发现,MBR工艺对于四环素类基因和大环内酯类基因有较高的去除率(1.76～3.07个数量级),两级A/O工艺对于磺胺类,氨基糖苷类,β-内酰胺类和多重抗性基因以及整合子基因都有较好的去除效果。三级A/O工艺03出水中sul1,sul2,aadA1,mexF,intl1基因丰度都增加。说明两级A/O工艺对于多数目标基因都有很高的去除率,MBR工艺更适合四环素类和大环内酯类基因的去除。