电助力生态浮动床在抗生素和常规污染物降解中的性能:机制和微生物反应
Liangjing Zhang1, Yan Luo2, Shucong Lv3
1State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Science, Beijing, 10012, China; School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, 1239 Siping Road, Shanghai, 200092, China.
Journal of environmental management
|February 7, 2025
概括
通过增强微生物功能,PEFB-MFC系统有效地去除抗生素和常规污染物. 这种电气增强技术提供了卓越的净化性能和对微生物社区动态的洞察力.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 环境生物技术 环境生物技术
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 电力辅助技术显示出改善植物活动和微生物群落的潜力.
- 同时去除常规污染物和抗生素污染物是一个重大的环境挑战.
研究的目的:
- 研究Hydrocotyle vulgaris L.生态浮动床微生物燃料电池 (PEFB-MFC) 的效率和机制,以同步清除常规和抗生素污染物.
- 为了比较PEFB-MFC与控制,PEFB和MFC反应堆的性能.
主要方法:
- 建立了四个反应堆:控制组 (CG),PEFB,MFC和PEFB-MFC.
- 对特定污染物的污染物去除效率进行了评估,包括硫甲醇,四环素,CODCr,NH4+-N,TN和TP.
- 使用高通量和元基因组测序来分析微生物社区结构和代谢功能.
- 液体染色体质谱法 (LC-MS) 用于阐明抗生素的降解途径.
主要成果:
- 在PEFB-MFC中,硫甲醇 (61%),四环素 (61%),CODCr (65%),NH4+-N (86%),TN (41%) 和TP (51%) 的清除率更高.
- 鉴定出Pseudomonadota和Actinomycetota是反应堆中占主导地位的细菌类.
- 与污染物降解相关的代谢功能,特别是碳水化合物和氨基酸代谢,在PEFB-MFC中更为丰富.
- 特定的降解途径被确定为硫甲醇 (活性部位裂变) 和四环素 (脱甲基化,化形成,脱化).
结论:
- PEFB-MFC系统显著提高了传统和抗生素污染物的去除.
- 电力增强优化功能性微生物群落及其代谢途径,以改善污染清除.
- 这项研究为复杂污染物混合物的电增强植物修复机制提供了宝贵的见解.
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