基于细菌学研究改性生物炭对抗生素的降解机制

• 作者: 杨芳 简宏先 高越 王翠苹
• 来源期刊: 中国环境科学
• 关键词: 抗生素 改性生物炭 生物降解 细菌生长量 脂肪酸 基因表达拷贝数
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 水污染与控制|Water Pollution Control
• 页码范围: 1723-1731
• 页数: 9页
• 分类号: X52
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-6923.2021.04.026

摘要

分别选取3个裂解温度下制备的改性生物炭——MBC350,MBC500和MBC700,2种抗生素——磺胺甲噁唑(SMX)和氯霉素(CAP),考察MBCs对SMX和CAP生物降解的影响及生物降解过程中Pseudomonas stutzeri和Shewanella putrefaciens的细菌学特征.结果表明,在低浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的生物降解;而在高浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠MBCs的吸附.其主要是由于随着MBCs浓度的增加,对SMX和CAP的吸附量提高,同时促进细菌的繁殖,导致溶液中较少的SMX和CAP被细菌生物降解.MBCs提高了P.stutzeri细胞膜中饱和脂肪酸含量,抑制了S.putrefaciens中饱和脂肪酸的合成.特别是P.stutzeri中脂肪酸C10:0和C15:1,cis-10消失;而S.putrefaciens中逆式脂肪酸C14:1,cis-9和C15:1,cis-10生成.此外,应用基因绝对定量技术发现MBCs显著提高了细菌P.stutzeri的基因表达拷贝数,抑制了S.putreffaciens的基因表达拷贝数.但细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的基因表达拷贝数均随着MBCs浓度的增加而增加.因此,本研究表明低浓度MBCs有利于SMX和CAP的生物降解,而高浓度MBCs促进细菌的生长量,脂肪酸和基因表达拷贝数.