聚苯乙烯微塑料对污水中胞外耐药基因的影响及其机制

微塑料(MPs)和抗生素耐药基因(ARGs)是共存于污水处理厂中的典型新污染物.MPs已被证明能够改变污泥中ARGs的分布模式,但其对污水中胞外ARGs(fe ARGs)的影响及机制仍不清楚.采用荧光定量PCR技术探究了典型MPs(聚苯乙烯PS)暴露60 d后污水中fe ARGs(包括tet C、tet O、sul1和sul2)的动态变化特征及机制.结果表明,四环素类fe ARGs绝对丰度在nm级和mm级PS暴露下分别降低了28.4%~76.0%和35.2%~96.2%,在μm级PS暴露下变化了-55.4%~122.4%.PS对磺胺类sul1的促进效果呈nm级>μm级>mm级趋势,且ρ(PS)为50 mg·L^(-1)对sul1丰度扰动幅度更大.磺胺类sul2的相对丰度在μm级和mm级PS暴露后分别削减了25.4%~42.6%和46.1%~90.3%,在nm级PS暴露后增加了1.9~3.9倍;ρ(PS)为50 mg·L^(-1)对sul2的削减作用高于ρ(PS)为0.5 mg·L^(-1).Pearson相关性分析显示,PS暴露下fe ARGs相对丰度与细胞膜通透性和典型可移动遗传元件(int I1)丰度成正相关,与活性氧水平成负相关.研究结果阐明了PS对污水中fe ARGs的影响及其机制,可为污水中MPs与ARGs复合污染的防治提供科学依据.

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

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intI^(1)、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。