城市污水处理厂在处理污水的过程会产生大量污泥，污泥中病原体、抗生素 抗性基因（ARGs）以及二者共存产生的耐药病原菌可能成为影响污泥生态安全 和资源化利用的重要因素。土地利用作为污泥重要的资源化利用途径在发达国家 得到广泛采用，但我国长期以来未能大范围推进污泥土地利用，污泥病原微生物 等风险是政府、公众和行业关注的核心问题。好氧堆肥、厌氧消化等生化处理是 污泥最终土地利用之前应用最为普遍的处理工艺。为了提高污泥处理效率、甲烷 产量等，往往会在生化处理工艺之前采取预处理措施，但国内外对上述过程中病 原微生物和 ARGs 控制效果的研究较少。本论文以污泥生化处理及其组合工艺下 病原微生物和 ARGs 控制为目标，选择石家庄市和北京市 2 座典型城市污水厂的 剩余污泥为研究对象，重点针对预氧化调理（采用 KMnO4、NaClO、CaO2 和 PMS 等氧化剂）-好氧堆肥和不同预处理（超声、热水解和预氧化）-厌氧消化等工艺 过程，采用宏基因测序等方法较为系统地解析了不同处理工艺对病原微生物、毒 力因子（VFs）和 ARGs 等控制性能，进一步结合 qPCR 定量等方法评估了 VFs、 ARGs 和 DNA 病毒去除效果。

      相关性网络分析结果表明，预氧化调理-好氧堆肥和预处理-厌氧消化均可有 效降低污泥中产生耐药致病菌的潜在风险。但是，处理后污泥中仍可能存在具有 多重耐药性的金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、新型隐球菌等病原菌，以及可能 存在于多种病原菌中的 fosB、erm、ant 等 ARGs。

      研究显示，预氧化调理和好氧堆肥对 VFs、ARGs 和 DNA 病毒等风险因子 具有明显控制效果。好氧堆肥后 VFs 和 ARGs 绝对丰度的去除率分别为 39.87% ~ 75.67%和 44.55% ~ 76.46%；预氧化调理和压滤使 DNA 病毒的相对丰度从 0.32% 降低至 0.046% ~ 0.082%，好氧堆肥则使其降低至 0.017%~0.026%，这使污泥中 病原微生物和 ARGs 的风险被大幅降低。需要指出的是，好氧堆肥的升温过程可 能会大幅放大 VFs、ARGs 和 DNA 病毒等微生物风险，升温过程中 VFs 和 ARGs 的绝对丰度分别增加了 31.43 和 39.51 倍，DNA 病毒相对丰度从 0.046% ~ 0.082% 增加至 0.117% ~ 0.195%。此外，在对照组和预氧化组中，KMnO4 组经过堆肥后 对 VFs、ARGs 和 DNA 病毒的控制效果最好。

       研究表明，预处理和厌氧消化均对 DNA 病毒有明显控制效果，对不同种类 ARGs去除效果则存在区别；二者对VFs控制效果有限，且可能存在放大的风险。 相对于预处理之前，厌氧消化后 bacA 绝对丰度大幅增加；sul2、sul1、tetX 等则 被大幅削减，分别减少了 25.99% ~ 75.97%、55.11% ~ 74.87%和 87.60% ~ 100%。 厌氧消化后污泥中 DNA 病毒相对丰度从 0.18%显著降低至 0.024% ~ 0.083%，其 中，热水解预处理组对 DNA 病毒的控制效果最好。但 VFs 的绝对丰度反而增加 了 0.29 ~ 2.55 倍，表明预处理-厌氧消化对 VFs 没有控制效果。

      本论文较系统地评估了污泥不同预处理方法、好氧堆肥和厌氧消化等工艺过 程中病原微生物和 ARGs 多样性、控制性能，对于建立以病原微生物和 ARGs 为 控制目标的污泥处理工艺、确定最佳预处理工艺和运行工艺参数等具有重要意义。