聚乙烯纳米颗粒调节微生物应激反应和冷适应在低温的主流 anammox 过程中

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 微生物学 微生物学
• 环境工程 环境工程

背景情况:

• 纳米塑料污染是一个重大的环境挑战,特别是在水生生态系统.
• 纳米塑料的生物积累使废水处理过程复杂化.
• 无氧氨氧化 (anammox) 是废水处理中去除的关键过程.

研究的目的:

• 研究聚乙烯纳米颗粒 (PS-NP) 对anammox工艺微生物动态的影响.
• 了解废水处理中的PS-NP的命运和调节机制.
• 评估不同PS-NP度对去除效率和anammox细菌的影响.

主要方法:

• 使用主流的无氧氨氧化 (anammox) 反应器, PS-NP 的度各不相同.
• 监测去除效率 (NRE) 和微生物社区结构.
• 评估了氧化应激标志物 (ROS,LDH) 和细胞膜完整性.
• 研究了分子机制,包括heme c含量,分子对接和冷冲击蛋白 (CSP) 的西部涂抹.

主要成果:

• 处于0.1-0.5毫克L-1的PS-NP对NRE没有显著影响.
• 随着PS-NP度的增加 (0.5-2毫克L-1),NRE从94.9%降至77.0%.
• PS-NPs诱导了氧化应激,细胞损伤,降低了heme c,并抑制了anammox活性.
• 发现冷冲击蛋白 (CSP) 结合PS-NP,降低了在低温下anammox的性能.

结论:

• 聚乙烯纳米颗粒对anammox工艺性能和微生物社区结构产生负面影响.
• 氧化应激和细胞损伤是PS-NP毒性的关键机制.
• 冷冲击蛋白在暴露于PS-NPs的anammox过程的效率下降中发挥着作用,特别是在较低的温度下.