银杏叶提取液提高纳米零价铁活化过硫酸钠去除抗生素抗性基因效果及作用研究

摘要

抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs）可以编码在细菌染色体或质粒中触发其生化防御机制，这种机制使细菌能够在相应的抗生素存在下生存，对公众健康构成威胁。本研究分别使用车前草和银杏叶作为原料，通过液相还原法合成车前草改性型纳米零价铁（nanoscale zero valent iron modified by Plantago asiatica L., P-nZVI）和银杏叶改性型nZVI（nZVI modified by Ginkgo biloba L. leaf, G-nZVI）,利用qPCR技术研究改性纳米零价铁活化过硫酸钠（sodium persulfate, PS）对河流水中细菌16S rRNA基因和ARGs的去除情况。结果显示，相较于nZVI+PS和P-nZVI+PS体系，G-nZVI对PS表现出优异的活化作用，反应30 min后，细菌16S rRNA基因丰度由1.56×10～6 copies·μL^-1降至8.85×10～2 copies·μL^-1,并实现最高的ARGs去除效率。代谢组学分析发现，黄酮类化合物、二萜类化合物（C20）和氰苷等可能是有效修饰nZVI的活性化合物。KEGG功能通路表明，下调代谢产物可能通过改变分子间作用力、增加颗粒分散度、发挥抗氧化保护能力，实现G-nZVI+PS对细菌16S rRNA基因和aac（6′）-Ib更高的去除率。G-nZVI的特征官能团表征及改性效应相关潜在生物标志物和改性途径研究，为过硫酸盐技术高效治理ARGs废水污染提供参考。

关键词

改性铁基催化剂 / 代谢组学 / 抗生素抗性基因