多种植物修复系统能够提高四环素类抗生素的去除效率,并抑制反义RNA(ARG)在高原湖泊沿岸区域的传播

时间:2026年5月24日
来源:Journal of Water Process Engineering

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李海瑞|刘瑞|戴婷婷|王坤|张华|林大松|李倩摘要植物修复技术可以有效去除水系统中的抗生素,但可能会无意中促进抗生素抗性基因(ARG)的增殖。本研究使用来自中国西南部滇池的受四环素污染的真实水样,比较了单一种植和多种植物共种植物配置在60天内的化学去除效果和生物风险控制能力。所有

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李海瑞|刘瑞|戴婷婷|王坤|张华|林大松|李倩

摘要

植物修复技术可以有效去除水系统中的抗生素,但可能会无意中促进抗生素抗性基因(ARG)的增殖。本研究使用来自中国西南部滇池的受四环素污染的真实水样,比较了单一种植和多种植物共种植物配置在60天内的化学去除效果和生物风险控制能力。所有植物处理方式均加速了四环素的降解(去除率64.1–92.1%),使其半衰期从未种植对照组的253天缩短至最佳植物处理组的11–21天。在去除总有机碳(DOC)和游离有机碳(OTC)方面,多种植物共种植物配置始终优于单一种植配置,且去除效果因植物组合和抗生素种类而异。不同种植方式对ARG的影响也有所不同:Persicaria lapathifoliaCyperus papyrus的共种植物配置实现了92.1%的去除率,并使总ARG丰度降低了16.82%;而A. calamus的单一种植虽然去除了88.7%的抗生素,但其ARG丰度却增加了22.67%,同时富集了抗生素。电导率和溶解氧与所有处理组中的抗生素浓度呈显著正相关(电导率:r = 0.903–0.922;溶解氧:r = −0.729至−0.782;所有p值<0.001)。根际土壤中的Fed、Ald、Fep和Alp也与抗生素去除率呈正相关(r = 0.409–0.737,所有p值<0.01)。多种植物共种植物配置增强了根际微生物多样性(细菌Shannon指数:11.36,对照组为8.51),其中Propionispira arcuata被确定为关键菌类,与Rozellomycota属菌株存在显著负相关。这些结果表明,化学去除效果与生物风险控制并不总是同步的,支持将多种植物共种植物系统作为一种基于自然的方法来管理受抗生素影响的水体中的化学-生物双重污染问题。

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