抗生素的滥用及其诱导的抗性基因(ARGs)的广泛传播已成为威胁全球公共安全的重要因素。而填埋渗滤液已被证明是新兴污染物抗生素抗性基因的一个重要的产生和传播污染源。近年来纳米材料的大量使用,导致其不断进入填埋系统中。该研究发现纳米材料的存在可以显著改变垃圾渗滤液体系中抗性基因的赋存和传播特征,而影响规律取决于纳米材料的种类和剂量(图1)。进一步的机制分析表明,纳米氧化锌主要通过改变细菌群落促进渗滤液中抗生素抗性基因的扩增,而纳米零价铁可通过减少可移动元件丰度促进抗生素抗性基因的衰减。此外,金属纳米颗粒(铜、锌、氧化铜、氧化锌)能够通过离子溶出和细菌增长抑制,以及诱导氧化压力等机制的联合作用,促进渗滤液可培养细菌中抗生素抗性基因的衰减。该研究探究了多种新兴污染物共存状态下的环境行为,为填埋过程新型污染物行为特征的认识和风险防控提供了理论依据。
图1 纳米颗粒影响微生物增殖过程中抗生素抗性基因传播特征的潜在机制示意图
Shi J, Zhang Z, Su Y, Wei H, Xie B* (2019) How do zinc oxide and zero valent iron nanoparticles impact the occurrence of antibiotic resistance genes in landfill leachate? Environment Science: Nano: 6, 2141-2151.
Su Y, Wu D, Xia H, Zhang C, Shi J, Wilkinson J K, Xie B* (2019) Metallic nanoparticles induced antibiotic resistance genes attenuation of leachate culturable microbiota: The combined roles of growth inhibition, ion dissolution and oxidative stress. Environment International: 128, 407-416.