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赤霉素和羧化多壁碳纳米管对不同藻处理体系去除养猪废水中抗生素性能的研究

2025-08-12秦媛媛陆振杰卢贝严惠湘韦静

水生态学杂志 2025年4期
关键词:共生体小球藻微藻

中图分类号:X703 文献标志码:A 文章编号:1674-3075(2025)04-0024-11

中国是世界上最大的养猪国,每年饲养超过6亿头(谢东阳,2023)。集约化养殖过程中,抗生素的广泛使用导致大量未被吸收的药物(约 50%~95% 随粪便和尿液排出(Wuetal,2020),使得养猪废水成为四环素类、磺胺类和喹诺酮类抗生素的重要污染源。据估算,中国养猪废水的年排放量达4.6亿t,其中抗生素浓度最高可达 (3630±1040)μξ μg/L (Zhang et al,2018)。这些残留抗生素通过传统污水处理工艺(如活性污泥法)难以有效去除,进而在水体和土壤中累积,诱导抗生素抗性基因(ARGs)的传播,对生态系统和公共健康构成严重威胁(Pateletal,2023)。

目前,抗生素废水处理技术主要包括物理吸附(如活性炭、膜分离)、化学氧化(如高级氧化工艺)及生物降解(如厌氧消化、人工湿地)3类方法(Tangetal,2023)。然而,物理吸附存在材料再生困难和二次污染风险(Avc1etal,2020);化学氧化虽效率高,但成本昂贵且易产生有毒副产物(Pateletal,2023);而传统生物处理对高浓度抗生素的耐受性有限,且可能加速抗性菌株的富集(Weietal,2023)。相较之下,微藻因其高效的光合固碳能力、环境适应性及资源化潜力(可转化为生物燃料或高值产品),在废水处理中展现出独特优势(Ahmadetal,2022)。研究表明,微藻与细菌/真菌形成的共生体系能通过协同代谢显著提升抗生素去除效率,例如小球藻(Chlorella)对磺胺甲恶唑(SMX的降解率可达 90% 以上(Xiongetal,2020),而藻-菌共生体在四环素(TET)胁迫下可通过分泌胞外多糖(产量提升68.5倍)增强抗性(Wang etal,2020)。

为进一步优化共生体系的性能,外源添加剂(如植物激素和纳米材料)的作用备受关注。……

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