[发明专利]一种去除水产养殖环境中抗生素抗性基因的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及水产养殖环境中的水体净化技术，特别是涉及一种去除水产养殖环境中抗生素抗性基因的方法及系统。

背景技术

我国是世界第一大水产养殖大国，约占世界养殖总产量的70％。但近年来由于水产养殖集约化发展，导致污染加剧，造成养殖环境质量不断恶化，病原生物种类增多和传播速度加快。目前病害防治的主要方法是使用抗生素类药物，抗生素除了用于防治疾病之外，还有促进植物生长及节约营养成分等方面的作用。但由于水产养殖业对抗生素的使用种类和数量缺乏相应规章制度的约束，因此，造成抗生素在水产养殖业中的长期滥用。抗生素的大量使用不仅会引起水生动物体内的抗生素残留，而且在使用过程中，随粪便排泄的抗生素和未被生物食用的饲料中的抗生素会长期汇集于底部沉积物中，底泥的污染物处于不断的积累和释放过程中，从而造成水产养殖系统整体环境的恶化，残留在生物体和水产养殖环境中抗生素，会诱导抗生素抗性基因(antibioticresistancegenes，ARGs)产生，对细菌产生环境选择压力。

近年来，抗生素抗性基因作为一种新型的环境污染物，越来越受到广泛的重视，目前国内外关于ARGs的研究主要集中在城市污泥污水、畜禽养殖场、河流入海口、土壤微生物群落等环境中ARGs的污染分布。研究指出，ARGs在环境中可持久残留，可与质粒、转座子、噬菌体、整合子等可移动遗传因子(mobilegeneticelements，MGEs)结合，通过基因水平转移作用打破遗传物质只能在亲缘之间传递的界限，从而有效地在细菌群体中或不同细菌群体之间传播，使更多的微生物获得对该抗生素的抗性,进而在环境中传播、扩散,从而对公共健康和食品卫生、饮用水安全等构成威胁。但目前的研究对于ARGs在环境中的来源、传播和扩散机制等研究数据还十分有限，尤其是水产养殖环境中ARGs的污染尚未引起人们的足够重视。水产养殖系统中的ARGs不仅可以对水产养殖区域环境造成直接污染，还能通过生态循环迁移转化到土壤和水环境系统中进化发展，从而转移到人体，对水产品消费者及整个生态系统造成巨大的潜在环境污染和健康风险。

因此，寻找能有效处理水产养殖环境中的抗生素抗性基因的方法是亟需解决的关键问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种去除水产养殖环境中抗生素抗性基因的方法及系统，用于解决现有技术中水产养殖系统的ARGs残留量高、严重污染环境等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种去除水产养殖环境中抗生素抗性基因的方法，包括如下步骤：

(1)在水产养殖池中构建生态浮床：在养殖有水生生物的水产养殖池中布置生态浮床，在生态浮床上种植水生植物。水生植物主要通过水体生物吸收水产养殖池水体中的N、P等有机物质以及通过生长代谢作用净化水体水质，起到去除抗生素抗性基因的作用。

(2)构建垂直流人工湿地及其水循环系统：垂直流人工湿地的上层为土壤层，下层为碎石层，在土壤层种植湿地植物，水产养殖池的水进入垂直流人工湿地后，依次流经土壤层、碎石层，再回流至水产养殖池，形成水循环系统。

进一步地，所述步骤(1)中，生态浮床的总面积占水产养殖池水面面积的百分比为10-20％。

进一步地，所述步骤(1)中，生态浮床上种植的水生植物为空心菜、水芹、茭白、美人蕉、水龙、水葫芦、慈姑中的一种或多种组合。

进一步地，所述步骤(1)的水产养殖池中养殖的水生生物为淡水鱼。

更进一步地，所述淡水鱼为草鱼、鲫鱼、鲤鱼、鲢鱼中的一种或几种组合。

进一步地，所述步骤(1)的生态浮床为可降解聚苯乙烯泡沫板，该泡沫板具有可降解的特性，环保节能，对环境无污染。

进一步地，所述步骤(2)中，垂直流人工湿地的土壤层厚度≥50cm。

进一步地，所述步骤(2)中，垂直流人工湿地的碎石层厚度为20～30cm。

进一步地，所述步骤(2)中，垂直流人工湿地的碎石层的碎石粒径为5-20mm。

进一步地，所述步骤(2)中，垂直流人工湿地的土壤层的土壤为当地土壤或客土，具体为有机质丰富的表层土壤。

进一步地，所述步骤(2)中，垂直流人工湿地的水力停留时间为10～15h。

优选地，所述步骤(2)中，垂直流人工湿地的水力停留时间为12h。

进一步地，所述步骤(2)中，土壤层上种植的湿地植物为水葱、芦苇、菖蒲、梭鱼草中的一种或多种组合。