聚乙烯纳米塑料和银纳米颗粒在建筑湿地中的同时暴露效应:微生物和巨型植物的反应

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 生态毒理学 生态毒理学
• 环境化学环境化学

背景情况:

• 污水处理系统通常包含工程纳米材料和纳米塑料 (NP) 的混合物.
• 这些共同存在的污染物对处理效率和微生物群落的综合毒理影响尚不清楚.
• 了解这些相互作用对于评估环境风险和优化建筑湿地 (CWs) 污染物清除至关重要.

研究的目的:

• 调查对银纳米粒子 (nAg) 和聚乙烯NP (nPS) 的同时暴露对建筑湿地 (CW) 功能的生态毒理学影响.
• 分析对微生物社区动态,植物生理学和污染物转化过程的影响.
• 为了确定nAg和nPS联合暴露的协同或对抗作用.

主要方法:

• 在CW模型系统中对nAg和nPS的同时暴露实验.
• 分析电子运输链活动,ATP形成和反应性氧物种 (ROS) 生成.
• 测量氨 (NH4+-N) 和 (NO3--N) 的转化速率,以及关键酶活动 (NAR,NIR).
• 对植物抗氧化酶系统和叶绿素生物合成的评估.
• 微生物社区分析使用测序来确定多样性,组成和功能基因配置文件.

主要成果:

• 对nAg和nPS的同时暴露显著阻碍了ATP的形成,并因增加ROS生成而抑制了NH4+-N转化.
• 虽然单独的nPS显示了NO3 - - N废水的增加,但联合暴露导致了脱酶活动的显著变化.
• 在植物抗氧化系统和叶绿素生物合成中观察到协同作用的干扰.
• 微生物多样性减少,但特定的功能性微生物,如化剂 (例如,Thauera,Flavobacterium,Zoogloea) 和化剂被丰富,特别是在nAg和nAg+nPS组中.
• 尼特罗斯莫纳斯的丰富度下降,而脱酶编码基因被潜在地丰富.

结论:

• 同时存在的NP会对CW微生物群,植物生长和基因功能产生显著的生态毒理学影响.
• nAg和nPS的联合积累作为改变微生物群落结构和功能的决定性因素.
• 低水平的NP可能对脱过程产生潜在的积极影响,尽管对其他处理功能总体产生负面影响.