土壤微生物电化学系统降解四环素的机理

赵晓东,李晓晶,赵鹏宇,宋敏丽,燕平梅,任天志,李永涛,3 (.农业农村部环境保护科研监测所,农业农村部产地环境污染防控重点实验室,天津市农业环境与农产品安全重点实验室,天津 3009；.太原师范学院生物系,山西 榆次03069；3.华南农业大学资源环境学院,广东 广州 5064)

近年来,抗生素在畜禽养殖业的滥用[1-2],以及其在动物体内的难以吸收性(排泄率达40%～90%)[3],导致抗生素在动物粪便中具有极高的检出率和残留量[4].畜禽粪肥农用造成了农业土壤中严重的抗生素污染,尤其是四环素在土壤中的含量高达0.16～10967ng/g[5].近期研究发现,土壤中的四环素及其抗性基因(ARGs)会通过食物链传播,从而对人类健康造成威胁[6-8].

微生物修复作为一种绿色、环境友好型的修复技术在土壤污染治理过程中起着关键的作用[9].随着有机污染物的氧化降解,污染土壤中氧化剂(电子受体)逐渐消耗以致缺乏限制了微生物的修复效率,而土壤微生物电化学系统(SMES)能够提供固体阳极作为永不枯竭的电子受体,在将土壤中有机污染物降解的同时还能将此过程中的化学能直接转化为生物电能,既解决了微生物修复效率提升的技术瓶颈,又实现了污染治理与固废资源化利用的双功效,且该过程无二次污染[10-12].

最新的研究表明,运用微生物电化学系统(MES)可以高效地去除水体中残留的四环素类抗生素,虽然MES 对ARGs 的抑制效能仍存在一定争议,但四环素类抗生素的去除率在7d 内较对照处理可提高……