Accumulation of sulfonamide resistance genes and bacterial community function prediction in microbial fuel cell-constructed wetland treating pharmaceutical wastewater

Hua Li, Yun Cai, Zuli Gu, Yu-Li Yang, Shuai Zhang, Xiao-Li Yang, Hai-Liang Song

期刊：Chemosphere  IF:7.086

作者单位：东南大学 能源与环境学院

亮点

•在闭路CW-MFC中观察到增强的PPCP去除和毒性减弱。

•CW-MFC的闭路操作增强了阳极上的PPCP质量积累。

•闭路系统和低HRT都增加了ARG的生态风险。

•闭环CW-MFC中代谢相关基因的丰度较高。

•确定了ARGs，PPCP与电极上细菌属之间的相关性。

文章摘要

构建了具有不同回路操作条件和水力停留时间（HRT）的微生物燃料电池人工湿地（CW MFC），以评估其去除和积累药物和个人护理产品（PPCP）（磺胺嘧啶（SDZ），卡马西平（CBZ），萘普生（NPX）和布洛芬（IBP））在四个月的运行过程中。还研究了相应磺胺类抗生素抗性基因（ARG）的丰度水平。结果表明，CW-MFC的闭路运行有助于降低COD，NH4+-N，PPCPs的质量负荷和废水毒性。此外，具有低HRT的闭路操作有助于通过电吸附增强电极上选定的PPCP质量积累，因此在电极和流出物中检测到更高的磺酰胺ARG丰度。此外，冗余分析结果揭示了PPCPs质量积累对细菌组成的影响很大。Procrustes分析结果进一步表明，细菌群落对ARGs谱有很大贡献。因此，通过网络分析揭示的具有宿主细菌的ARG部分沉积在电极基板上，因此ARG有效地积聚在电极上。来自PICRUSt预测的宏基因组的细菌群落的功能分析显示，闭路模式增强了代谢和多个ARG的功能基因的丰度，表明闭路操作对CW-MFC系统中的代谢过程和ARG积累表现出积极影响。

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