易腐烂的废弃生物炭对大肠杆菌的负面影响,并探索潜在的损害因素
Xuan Gao1, Chao Li2, Haozhe Zhang2
1Zhejiang Province Key Laboratory of Recycling and Ecological Treatment of Waste Biomass, Hangzhou 310023, China; School of Environmental and Natural Resources, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, China.
易腐烂的废弃生物炭 (PWB) 抑制了大肠杆菌 (E. coli) 的生长,固体造成了70%以上的效果. 这种生物炭毒性涉及氧化应激和细胞膜损伤,影响可持续的废物管理.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 微生物学 微生物学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 可腐烂废物生物炭 (PWB) 的农业应用提供了废物减少和资源利用.
- 没有充分了解PWB的潜在不良生态影响,特别是对大肠杆菌 (E. coli) 等微生物群落的影响.
- 评估PWB的毒性对于确保安全和可持续的农业实践至关重要.
研究的目的:
- 研究在不同热解温度下产生的PWB对大肠杆菌生长的不良影响.
- 确定导致PWB对大肠杆菌有毒性的主要风险因素.
- 为了解环境命运和PWB的安全应用提供洞察力.
主要方法:
- 大肠杆菌暴露于在350,500和650°C的热解PWB.
- 细胞内活性氧物种 (ROS) 度的分析.
- 评估基因水平的毒性,包括细胞分裂,膜损伤,抗氧化系统干扰和DNA损伤.
- 从PWB固体对提取溶液的抑制作用的量化.
主要成果:
- PWBs显著抑制了大肠杆菌的生长,而500°C的烧化PWB显示了最强的效果.
- 暴露于PWB导致细胞内ROS增加,表明氧化应激.
- 在基因层面表现出毒性,导致细胞分裂抑制,膜损伤,抗氧化系统破坏和DNA损伤.
- PWB固体对70%以上的抑制作用负责,可能是通过物理相互作用.
- 由于pH值,溶解有机碳 (DOC) 和细胞外基 (∙OH) 生产的差异,PWB提取溶液表现出不同的抑制作用.
结论:
- PWB对大肠杆菌具有显著的抗微生物特性,主要是通过固体颗粒的直接物理相互作用.
- 氧化应激和细胞损伤是PWB毒性的关键机制.
- 了解这些毒性机制对于指导农业中易腐烂废弃生物炭的安全和可持续应用至关重要.
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