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纳米金属对污水处理系统中磺胺耐药基因和耐药菌的影响及其机理
引用本文:杨正卿, 杨锋娟, 孔雨杰, 段毅, 高媛媛, 唐振平, 庄媛, 周帅. 纳米金属对污水处理系统中磺胺耐药基因和耐药菌的影响及其机理[J]. 环境工程学报, 2023, 17(6): 2088-2096. doi: 10.12030/j.cjee.202212137
作者姓名:杨正卿  杨锋娟  孔雨杰  段毅  高媛媛  唐振平  庄媛  周帅
作者单位:1.南华大学土木工程学院,衡阳 421001; 2.南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室,衡阳 421001; 3.南华大学稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室,衡阳 421001; 4.中国科学院生态环境研究中心,中国科学院饮用水科学与技术重点实验室,北京 100085
基金项目:国家自然科学基金资助项目(52100219);湖南省教育厅项目(21A0288);污染控制与资源化研究国家重点实验室开放课题(PCRRF21001)
摘    要:细菌耐药性和纳米材料污染为新兴环境问题。细菌耐药性遗传载体——耐药基因 (ARGs) 广泛存在于污水处理系统中,且已被证明与金属纳米材料密切相关。采用实时荧光定量PCR技术,探究了纳米零价铁 (nZVI) 和纳米氧化锌 (nZnO) 对污水处理系统中磺胺类耐药菌 (ARB) 和ARGs的分布特征的影响。结果表明,50 mg·L−1 nZVI和nZnO暴露均有利于削减磺胺ARB浓度数。与对照组相比,nZVI和nZnO暴露后污泥中sul1丰度增加了0.25%~16.21%,而sul2出现明显削减 (1.51%~15.47%) 。此外,50 mg·L−1 nZVI会导致游离态胞外ARGs大幅削减。nZVI和nZnO暴露通过富集污水处理系统中的intI1、改变细胞膜通透性和调节细菌转录能力促进sul1的增殖。本研究结果阐明了典型纳米金属对污水处理系统中ARB和不同形态ARGs消长的影响及其机制,可为制定有效调控和全面削减污水处理系统中耐药污染策略提供参考。

关 键 词:耐药基因(ARGs)   耐药菌(ARB)   纳米零价铁(nZVI)   纳米氧化锌(nZnO)   污水处理系统
收稿时间:2022-12-30

Effects and mechanisms of metallic nanoparticles on the fate of sulfanilamide antibiotic resistance genes and resistant bacteria in wastewater treatment system
YANG Zhengqing, YANG Fengjuan, KONG Yujie, DUAN Yi, GAO Yuanyuan, TANG Zhenping, ZHUANG Yuan, ZHOU Shuai. Effects and mechanisms of metallic nanoparticles on the fate of sulfanilamide antibiotic resistance genes and resistant bacteria in wastewater treatment system[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2023, 17(6): 2088-2096. doi: 10.12030/j.cjee.202212137
Authors:YANG Zhengqing  YANG Fengjuan  KONG Yujie  DUAN Yi  GAO Yuanyuan  TANG Zhenping  ZHUANG Yuan  ZHOU Shuai
Affiliation:1.School of Civil Engineering, University of South China, Hengyang 421001, China; 2.Hunan Province Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse Technology, University of South China, Hengyang 421001, China; 3.Hunan Province Key Laboratory of Rare Metal Mineral Exploitation and Geological Disposal of Wastes, University of South China, Hengyang 421001, China; 4.Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China
Abstract:
Keywords:antibiotic resistance genes (ARGs)  antibiotic resistant bacteria (ARB)  nano-zerovalent iron (nZVI)  zinc oxide nanoparticle (nZnO)  wastewater treatment systems
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