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Updated: Jan 25, 2026

Mesocosm-Scale Constructed Wetland Design for Wastewater Treatment
Published on: May 2, 2025
在处理多抗生素废水的建筑湿地中,污染物清除效率和生态风险之间的基质介导的权衡
Xiaojin Hu1, Junyu Huo2, Jingyuan Yue3
1School of Environmental Science and Engineering, Shandong University, Qingdao, China.
建筑湿地可以成为抗生素耐药性基因 (ARG) 的热点. 皮里特修改系统提供了一个可持续的解决方案,平衡高污染物去除与抑制ARG扩散和减少生态风险.
科学领域:
- 环境科学与工程环境科学与工程
- 微生物学 微生物学
- 生态毒理学 生态毒理学
背景情况:
- 抗生素耐药性基因 (ARG) 是一个主要的健康问题,由环境传播加剧.
- 建筑湿地 (CWs) 对于水净化至关重要,但它们的反应介质设计往往忽视了与ARGs相关的生态风险.
- 目前的CW设计优先考虑污染物去除,可能会为抗生素耐药性创造意想不到的热点.
研究的目的:
- 研究CW中不同基板的性能风险权衡,用于处理被抗生素污染的废水.
- 为了比较河流沙子,石,生物炭和矿对污染物去除,ARG扩散和转化产品毒性的影响.
- 为了确定可持续的CW设计的最佳基板,尽量减少生态风险,同时确保有效的处理.
主要方法:
- 对四个具有不同的生物地球化学基质 (河沙,石,生物炭,石) 的CW进行比较研究,处理多种抗生素的废水.
- 量化化学氧气需求 (COD),母抗生素,intI1基因 (作为水平基因转移的代理) 和ARG.
- 评估抗生素转化产品的生态毒性和氧化 (N2O) 排放.
- 机器学习和结构方程建模的应用,以确定观察到的风险的微生物驱动因素.
主要成果:
- 生物炭修改的CW显示高COD和抗生素去除,但显著增加ARG增殖 (intI1升高340倍),并产生了更多的有毒转化产物.
- 经过化物修改的CW实现了可比较高的去除率,同时通过铁硫循环和活性氧物种 (ROS) 生产抑制了ARG的扩散.
- 化物修改的CW还减少了78%的N2O排放,并与推动安全效率的独特微生物群落有关.
- 机器学习确定了特定的微生物协会,这些协会负责在基板上观察到的不同风险概况.
结论:
- 在CW设计中只优先考虑去除效率是错误的策略,因为ARG扩散等潜在的生态风险.
- 岩是一种优质基板,提供高性能和低生态风险的平衡,符合"一健康"原则.
- 下一代处理生物反应器应使用像矿这样的基板进行工程设计,以确保环境安全和可持续性.
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