近日，农业农村部环境保护科研监测所农田有机污染生物消减创新团队构建了多介质土壤渗滤系统，并对该系统去除污水耐药基因的效能进行了探究，明确了其主控因子与关键机制。相关研究成果发表在《环境管理杂志》（Journal of Environmental Management）上。

污水中抗生素耐药基因的去除是一个备受关注的问题，但先进的水处理技术因处理成本高、设备复杂、管理维护难等问题并不适合农村地区分散式污水的处理，为此，研究团队开发了多介质土壤渗透系统处理农村污水。然而，现阶段对该系统处理农村污水中耐药基因的效能与基质知之甚少。基于此，对系统的基质组成和结构进行优化，并探索了该系统在不同环境条件下去除耐药基因的效能和机制。

结果显示，多介质土壤渗滤系统对污水中耐药基因的去除率可达41.51%~99.67%，表现出良好的性能，尤其是在中等水力负荷、高污染负荷和持续进水的情况下，该系统去除效能最优。同时，该系统受温度波动影响较小，在温暖和寒冷季节均能稳定运行，对耐药基因的去除率平均达69.0%。结构方程模型表明污水中的土著菌群是影响系统耐药基因去除率的决定性因素，微生物种间竞争抑制了耐药基因宿主的传播、迁移和定殖。在系统内部结构中耐药基因的消减主要由系统基质微生物主导，尤其是土壤混合物层的微生物。联合微生物溯源分析，揭示了基质中耐药基因的去除路径，首先基质吸附污水中的耐药基因及其宿主，随后利用结构的异质性有效阻隔基因转移，同时材料释放羟基等活性官能团，促进了细胞裂解和DNA损伤，进而达到消控耐药基因的目的。研究成果为去除农村污水耐药基因提供了更深入的见解，为低成本、高稳态处理农村污水提供了技术储备。

图1 多介质土壤渗滤系统去除污水耐药基因的关键机制

该研究得到了中国农业科学院青年创新计划项目（Y2023QC32）和中国博士后科学基金项目（2022M713416）等项目的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722076185?via%3Dihub

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