基于贝叶斯网络的给水管网消毒副产物生成因素分析

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：江杉杉,王臻宇,高权,杨愿愿,高方舟,华佩,应光国

单位：华南师范大学环境学院, 广州 510006,华南师范大学广东省化学品污染与环境安全重点实验室&环境理论化学教育部重点实验室, 广州 510006,德累斯顿工业大学市政与环境工程学院, 德累斯顿 01069, 德国,华南师范大学环境学院, 广州 510006,华南师范大学广东省化学品污染与环境安全重点实验室&环境理论化学教育部重点实验室, 广州 510006,华南师范大学环境学院, 广州 510006,华南师范大学广东省化学品污染与环境安全重点实验室&环境理论化学教育部重点实验室, 广州 510006,华南师范大学环境学院, 广州 510006,华南师范大学广东省化学品污染与环境安全重点实验室&环境理论化学教育部重点实验室, 广州 510006,华南师范大学环境学院, 广州 510006,华南师范大学广东省化学品污染与环境安全重点实验室&环境理论化学教育部重点实验室, 广州 510006,华南师范大学环境学院, 广州 510006,华南师范大学广东省化学品污染与环境安全重点实验室&环境理论化学教育部重点实验室, 广州 510006

摘要：给水管网消毒副产物（disinfection byproducts，DBPs）的生成受管网环境因素、微生物群落特征和水厂未完全去除的有机物等多指标共同影响.各指标间相互关联形成复杂的网络结构，导致影响DBPs在管网内生成的主控因子较难确定.以广州某高校给水管网系统为研究对象，于2021年1~2月开展终端水质调查，利用吹扫捕集-气相色谱质谱法测定三卤甲烷赋存水平，利用超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱法测定抗生素及亚硝胺类DBPs质量浓度，利用高通量测序确定微生物群落组成.基于实测数据，构建贝叶斯网络模型，定量分析各水质指标间的相互关联.结果表明，管网中三卤甲烷和亚硝胺类DBPs质量浓度分别为18.33~32.09 μg·L-1和13.08~53.50 ng·L-1.共检出23种抗生素，质量浓度范围为47.92~210.33 ng·L-1.高通量测序发现236种细菌物种，优势菌群为Rhizobiales和Caulobacterales.贝叶斯网络推理发现，四环素类、磺胺类和大环内酯类抗生素为三卤甲烷前体物，同时四环素也是亚硝胺类DBP前体物.Caulobacterales和Corynebacteriales丰度易受抗生素影响，其胞外聚合物是DBPs生成重要前体物.结果可为DBPs的前体物研究和前端控制提供理论支持.

关键词：抗生素,贝叶斯网络,消毒副产物,给水管网,微生物群落,