第八届青年地学论坛

       为促进动物生长，抗生素被作为饲料添加剂大规模用于畜禽养殖和水产养殖等行业，大量抗生素随动物粪便排出体外进入土壤环境，不仅造成土壤的严重污染，其长期累积还易导致抗性基因富集和传播，给人类健康带来严重威胁。纳米铁被认为是一种极具前景的环境修复材料，但由于土壤环境的复杂性和不均一性，纳米铁去除污染物的效果常达不到预期，因此很少用于土壤中抗生素及相关抗性基因的去除。要想解决这一难题，首要关键是要弄清纳米铁及其相关材料是如何促进土壤抗生素/抗性基因的去除。之前关于纳米铁促进抗生素等污染物降解机理的研究基本集中在水环境，认为其介导的吸附、还原、氧化光解等理化过程是污染物去除效果提高的主要原因。但不同于水环境，土壤环境更加复杂，纳米铁及相关材料所发挥的理化作用效果常受到限制；并且土壤中微生物丰富，污染物的生物降解过程不可忽视。本项目的一个研究目标就是要揭示土壤原位修复过程中纳米铁促进抗生素降解的作用机理，重点解析其介导抗生素降解的生物作用过程，并阐明生物作用和非生物作用过程之间的差异性和协同作用关系。纳米铁促进土壤抗生素降解可缓解抗生素对相关抗性基因的正向选择，减少抗性基因富集和传播；但纳米铁长期暴露也可能诱发细菌的铁耐受性，研究表明铁耐受性细菌可能具有多种潜在抗性。本项目的另一个研究目标是要明确纳米铁原位去除土壤抗生素的同时对相关抗性基因的消减效果和消减机理，探讨其是否会导致新的抗性基因产生。本项目的实施有望为如何提高纳米铁的土壤原位修复效果提供新思路，有望为更加高效、环保土壤原位修复材料的开发提供理论指导。
 

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