活性炭残留对饮用水输配系统中水质风险和微生物群落的影响

作     者：陈友怡 庄素敏 罗凯茵 朱嘉淇 邢学辞 张发根 胡春 陈朝湘 马琨瑜 陈锦荣 

作者机构：广州大学大湾区环境研究院珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室 广州市自来水有限公司南洲水厂 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队项目(No.2019ZT08L387) 国家自然科学基金资助项目(No.52000043,51838005) 广东省自然科学基金面上项目(No.2024A1515010835,2023A1515011509) 广州市科技计划市校联合资助项目(No.2024A03J0088,202201020177) 2023年广州大学研究生“基础创新”项目 广东省大学生创新创业训练计划项目(No.s202211078168) 广州大学第十九届“挑战杯”学术科技作品竞赛一般项目(No.2024TZBNAJ0710) 

主　　题：活性炭残留 饮用水 条件致病菌(OPs) 胞外聚合物(EPS) 微生物群落 

摘      要：为探究饮用水处理过程中的活性炭残留对后续饮用水输配系统（DWDSs）的水质影响，为保障饮用水水质安全提供理论基础，本研究通过对炭滤池出水投加20 mg?L-1活性炭颗粒，转入含铸铁片的棕色试剂瓶中模拟DWDSs运行并对其水质变化进行表征.基于实时荧光定量PCR技术对模拟DWDSs水体微生物总量以及典型条件致病菌（OPs）进行检测，同时对溶解性有机物组成、腐蚀产物、胞外聚合物（EPS）进行表征分析，通过宏基因组学分析微生物群落结构和功能基因表达，分析活性炭残留诱导的DWDSs水质变化情况.结果表明，活性炭残留可诱导DWDSs中微生物总量和活性显著升高，产生更多的胞内活性氧，其中分枝杆菌属和铜绿假单胞菌属两种典型OPs生长得到促进.宏基因组数据显示，活性炭残留诱导DWDSs中微生物细胞色素c基因丰度升高，强化了微生物基于细胞色素c的胞外电子转移，进一步提高了微生物代谢活性.另一方面，活性炭残留导致生物膜凝聚性和稳定性显著提高，微生物整体抗氯性也因此增强.受活性炭残留影响，DWDSs中微生物群落结构发生显著改变，吸附在活性炭上的有机污染物、生物絮凝体可能诱发微生物泄漏风险，进而影响饮用水水质安全.