天津市水资源与水环境重点实验室薛冬梅团队联合中国农业科学院草原研究所和天津城建大学在International Journal of Agricultural and Biological Engineering杂志上发表论文”Effects of oxytetracycline on denitrification and anammox processes in riparian buffer zone soil”,揭示了抗生素对河岸缓冲带土壤反硝化和厌氧氨氧化过程的影响机制。
河岸缓冲带在陆地与水生生态系统之间形成一道屏障,通过一系列水文、物理、化学和生物过程拦截污染物。因此,探索河岸缓冲带中活性氮的去除途径以保护河流尤为重要。微生物反硝化作用和厌氧氨氧化是河岸带去除硝酸盐的两个关键生物过程。然而,邻近养殖场抗生素输入对这两个过程的影响机制尚未完全明确。本研究通过泥浆体系15N同位素示踪技术结合微生物网络分析,探究了土霉素(OTC)短期暴露对河岸带微生物反硝化和厌氧氨氧化过程的影响。研究发现:短期OTC暴露会通过抑制相关功能基因显著降低反硝化和厌氧氨氧化效能,但在高浓度OTC条件下将出现抑制上限现象;优势菌群未发生显著改变,但微生物网络通过增加复杂度维持系统稳定性;携带nosZ和hzsB基因的功能菌群呈现抑制效应、促进效应和无显著效应等差异化响应特征。结果表明,短期OTC暴露未能全面影响所有功能菌群,使得相当比例的菌株仍保持脱氮性能。在nosZ基因携带菌中,22.2%为反硝化模式菌株,77.8%为非反硝化模式菌株,说明脱氮功能的恢复需要依赖多样化菌群的协同作用。该研究为揭示含抗生素废水对水生生态系统氮超负荷的影响提供了科学依据,同时表明需加强河岸带及近海生态系统的抗生素污染管控。
天津市水资源与水环境重点实验室薛冬梅研究员与硕士生李静为该论文共同第一作者,天津师范大学为第一单位。该研究工作由国家自然科学基金项目(41973017,32071861,41930862)资助。
文章链接https://www.ijabe.org/index.php/ijabe/article/view/8741
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