一种纳米材料去除底泥中抗生素抗性基因的方法技术

本发明专利技术属于环境保护的污泥处理技术领域，具体为一种纳米材料去除底泥中抗生素抗性基因的方法。该方法中，直接将金属纳米材料与底泥直接混合，用于去除底泥中抗生素抗性基因。其中所述的金属纳米材料为纳米零价铁和纳米氧化锌中的任意一种或两种的混合物。纳米材料可以促进抗性基因的残留。在添加四环素的情况下，纳米材料能降低抗生素对抗性基因的诱导作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米材料去除底泥中抗生素抗性基因的方法


[0001]本专利技术属于环境保护的污泥处理
，具体为一种纳米材料去除底泥 中抗生素抗性基因的方法。

技术介绍

[0002]抗生素的滥用导致了抗生素污染，并且会诱导抗生素抗性基因(ARGs)的 产生，同时，存在于环境中的ARGs可通过垂直基因转移和水平基因转移等方 式进行传播扩散。
[0003]目前，由于长期抗生素滥用。抗生素能够在饮用水源地中被检测出。同时， 底泥中抗生素浓度较高，并诱导ARGs的产生，若不及时进行干涉处理，可能 导致“超级细菌”的出现，对人类健康造成威胁，所以对于环境中抗生素抗性 基因的去除需要尤为迫切。
[0004]虽然现有技术中已经有人研发去除抗生素抗性基因的方法，比如CN 106698652中记载了去除无水中抗生素抗性基因的方法，但是其采用的膜生物 反应器进行处理，因此其处理成本高，处理流程长，工艺复杂，处理难度大等 弊端。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种纳米材料去除底泥中抗生素抗性 基因的方法。本方法简单易行，成本低廉，对于环境污染治理具有积极效果。
[0006]为了实现以上专利技术目的，本专利技术的具体技术方案为：
[0007]一种金属纳米材料的应用，是指将金属纳米材料与底泥直接混合，用于去 除底泥中抗生素抗性基因以及抑制水环境中抗生素对抗性基因的诱导作用。
[0008]作为本申请中一种较好的实施方式，所述的金属纳米材料为纳米零价铁(nZVI，50nm)和纳米氧化锌(nZnO，20nm)中的任意一种或两种的混合物。 纳米零价铁nZVI优选nZVI
‑
1；纳米氧化锌nZnO优选nZnO
‑
1。
[0009]作为本申请中一种较好的实施方式，所述的四环素类抗性基因为tetA、 tetC、tetM、tetO、tetQ、tetW和tetX中的任意一种或几种；金属纳米材料 还可对水平转移贡献率最高的一类整合子(intI1)有去除的作用。
[0010]作为本申请中一种较好的实施方式，金属纳米材料在底泥中的浓度设置为 0
‑
35mmol kg
‑1。
[0011]一种利用纳米材料去除底泥中抗生素抗性基因的方法，包括以下步骤：将 金属纳米材料与底泥混合均匀，混合后进行室温培养0
‑
28天(本申请中分别 选取了1d、4d、7d、14d、28d)；其中金属纳米材料在底泥中的浓度设置为0
‑
35 mmol kg
‑1(本申请中分别设置了350
×
10
‑5mmol/kg、10
‑4mmol/kg、10
‑3mmol/kg、 10
‑2mmol/kg和10
‑1mmol/kg)。其中，nZVI为0
‑
19600mg kg
‑1；nZnO为0
‑
28484 mg kg
‑1。
[0012]作为本申请中一种较好的实施方式，向装有金属纳米材料与底泥混合物 的装置中，采用四环素溶液进行密封。
[0013]作为本申请中一种较好的实施方式，四环素溶液的浓度为0
‑
10mg/L，优 选10mg/
L。
[0014]作为本申请中一种较好的实施方式，纳米材料可以促进抗性基因的残留； 其中nZVI
‑
1对抗生素诱导抗性基因产生的效果最好。
[0015]作为本申请中一种较好的实施方式，纳米材料的添加对抗性基因的抑制率 (tetO)可以高达98.6％。
[0016]作为本申请中一种较好的实施方式，在添加四环素的情况下，即在抗生素 与纳米材料共存情况下，纳米材料能降低抗生素对抗性基因的诱导作用。
[0017]作为本申请中一种较好的实施方式，金属纳米材料与底泥混合后所使用的 培养装置为密封装置。
[0018]本申请中，四环素和纳米材料共存对抗性基因及转合子的影响，即培养 28天后，纳米浓度与抗性基因丰度具有相关性。
[0019]在单加nZVI下，仅有tetQ丰度与nZVI添加浓度呈现显著得正相关关系 (p＝0.027)。在单加nZnO下，tetQ和tetW丰度与nZnO添加浓度具有显著的 线性相关性(正相关)，其中p分别为0.045和0.011。在四环素和nZVI共存 体系，仅发现tetC丰度与nZVI添加浓度具有显著的线性相关性(r＝0.92， p＝0.025)，然而nZnO添加浓度却与tetM(r＝0.97，p＝0.005)、tetW(r＝0.95， p＝0.012)、tetX(r＝0.98，p＝0.002)和intI1(r＝0.99，p<0.001)丰度具 有显著的线性关系。这些结果表明，nZVI和nZnO对抗性基因的影响程度不同， 且纳米材料添加对抗性基因存在一定正影响，且nZnO对抗性基因的影响大于 nZVI。在四环素存在的情况下，nZnO对抗性基因的影响也大于nZVI，且nZnO 添加促进了intI1的丰度，并可能进一步导致抗性基因的传播。
[0020]intI1与抗性基因的相关性。
[0021]在仅添加nZVI的情况下，intI1与tetA(r＝0.92，p＝0.004)、tetM(r＝0.92， p＝0.009)、tetO(r＝0.83，p＝0.039)和tetM(r＝0.83，p＝0.039)存在显著 的线性相关性。在nZnO添加下，intI1仅与tetA(r＝0.92，p＝0.009)存在显 著线性相关性。在四环素与nZVI共存下，intI1仅与tetW(r＝0.86，p＝0.024) 存在显著线性相关性。在四环素与nZnO共存下，intI1与tetM(r＝0.87， p＝0.023)、tetW(r＝0.93，p＝0.007)和tetX(r＝0.99，p<0.001)存在显著 线性相关性。以上研究表明，intI1对抗性基因传播的影响也会受到不同纳米 材料添加类型的影响，且在抗生素与纳米材料共存时，其对抗性基因的类型和 程度的影响有所不同。
[0022]纳米材料添加对微生物多样性的影响。
[0023]添加nZVI的沉积物中OTUs、Shannon指数和Chao1指数由CK中的10364、12.59和17814降低为7547
‑
9790，10.93
‑
12.49和12280
‑
15969，其中，最低 OTUs、Shannon指数和Chao1指数基本出现在高浓度nZVI添加的沉积物中 (nZVI
‑
5)。在添加nZnO沉积物中，上述指数则变化为7127
‑
10260、 10.33
‑
12.64和12500
‑
17784，其中最低值基本也出现在最高nZnO添加浓度的 沉积物中(nZnO
‑
5)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属纳米材料的应用，其特征在于，将金属纳米材料与底泥直接混合，用于去除底泥中抗生素抗性基因以及抑制水环境中抗生素对抗性基因的诱导作用。2.如权利要求1所述金属纳米材料的应用，其特征在于，所述的金属纳米材料为纳米零价铁和纳米氧化锌中的任意一种或两种的混合物。3.如权利要求1所述金属纳米材料的应用，其特征在于，金属纳米材料在底泥中的浓度设置为0
‑
35mmol kg
‑1。4.如权利要求2所述金属纳米材料的应用，其特征在于，所述的纳米零价铁nZVI为nZVI
‑
1；而纳米氧化锌nZnO为nZnO
‑
1。5.一种利用纳米材料去除底泥中抗生素抗性基因的方法，其特征在于包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗玲，邓达行，赵鑫，胡海容，李欣怡，邓欧平，兰婷，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：