微塑料（MPs）广泛存在于污水处理厂（WWTPs）中，并被认为是新兴污染物。MPs的来源可能包括个人护理产品中微珠的释放以及服装和纺织品中微纤维的脱落（Cheung等人，2017；Napper等人，2016）。微塑料的固有特性，如较大的比表面积、疏水性和粗糙的表面，促进了其在微塑料上的生物膜形成，从而导致微塑料生物膜中的微生物群落与环境中的不同（Tavşanoğlu等人，2025）。Su等人（2024）发现，微塑料生物膜的硝化活性比其他生物膜（玻璃、木材和石头）和环境海水高出0.9至12倍。此外，微塑料生物膜中的病原菌丰度也高于周围的水和土壤（Wang等人，2025b；Zhu等人，2022）。生物载体为微生物在废水处理过程中提供了附着表面，从而形成生物膜并提高废水处理效果。因此，比较微塑料和生物载体生物膜的特征对于评估微塑料在生物废水处理过程中的生态风险至关重要。
抗生素的滥用和不当使用加剧了抗性基因（RGs）的污染，从而降低了甚至取消了抗生素的治疗效果，这对社会的稳定和健康构成了威胁。污水处理厂接收来自医院、家庭和工业的废水，成为RGs传播的关键热点。抗性基因可以通过垂直基因转移（VGT）从亲代传递给后代，也可以通过水平基因转移（HGT）从其他细菌获得（Liu等人，2022）。HGT突破了物种间的生殖隔离屏障，使得遗传物质能够在种间或种内传递，途径包括接合、自然转化和转导。抗性基因有两种形式：细胞内抗性基因（iRGs）和细胞外抗性基因（eRGs），它们表现出不同的增殖模式（Wang等人，2023c）。iRGs的主要传播途径是VGT、接合和转导，而eRGs可能通过自然转化被细菌吸收（Liu等人，2018；Mao等人，2014）。在有毒压力下，细胞裂解、主动分泌和被动分泌是iRGs转化为eRGs的主要途径（Wang等人，2018）。eRGs在各种环境中普遍存在，其丰度甚至可与iRGs相当，因此不能忽视其生态风险（Zou等人，2022）。此外，据报道微塑料也是抗性基因的热点，能够吸收环境中的eRGs（Cheng等人，2022）。因此，迫切需要明确生物载体和微塑料生物膜中iRGs和eRGs的命运和作用。
甲基对羟基苯甲酸酯（MeP）和苯扎氯铵（BZC）分别属于对羟基苯甲酸酯类和季铵化合物（QACs），它们具有广谱抗菌作用、稳定的化学性质和较低的成本，因此在化妆品、制药和食品工业中广泛用作防腐剂（Wei等人，2021）。然而，由于这些化合物的应用广泛且代谢不完全，它们经常在污水处理厂中被检测到，威胁到了生物处理过程的稳定性。地表水中检测到的对羟基苯甲酸酯浓度可达0.527 mg/L，而污水处理厂进水和伊朗女性尿液中的浓度分别为0.56 mg/L和8.556 mg/L（Bolujoko等人，2022；Malakootian等人，2022；Pereira等人，2023）。家庭废水中检测到0.5 mg/L的QACs浓度，而在污水处理厂的厌氧消化池中检测到4-50 mg/L的浓度（García等人，1999；Tezel等人，2015）。值得注意的是，对羟基苯甲酸酯和QACs也可能对生态系统构成风险。目前，关于防腐剂（MeP和BZC）如何影响新型生物废水处理系统（如硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化（SAD/A）系统的性能和抗性基因的演替模式，了解甚少。
本研究描述了在防腐剂（MeP和BZC）作用下连续运行112天的SAD/A反应器中生物载体生物膜和微塑料生物膜的特征。通过长期实验和活性测试，研究了防腐剂对SAD/A系统的抑制作用。还考察了细胞外聚合物物质（EPS）和细胞应激，以反映SAD/A系统的生理特征响应。研究了生物载体生物膜和微塑料生物膜中iRGs和eRGs的增殖特性。随后分析了生物载体生物膜和微塑料生物膜中微生物结构的动态变化、共现网络和微生物群落的组装过程。最后，确定了抗性基因的潜在宿主以及驱动抗性基因在两种生物膜中扩散的可能机制。这项研究有助于提高我们对加强防腐剂、微塑料和抗性基因管理的认识。
