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研究探索出抗生素SMX高效降解與減毒全新策略
作者：朱漢斌   來源：中國科學(xué)報
山東拓普生物工程有限公司  http://www.521google.com.cn
廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所農(nóng)業(yè)資源利用技術(shù)中心通過系統(tǒng)評估“浮萍-細(xì)菌-真菌”三元自然協(xié)同體系，成功探索出實(shí)現(xiàn)抗生素磺胺甲噁唑（Sulfamethoxazole，SMX）高效降解與減毒的全新策略。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《生物資源技術(shù)》（Bioresource Technology）。
當(dāng)前，抗生素殘留已成為水環(huán)境治理領(lǐng)域面臨的典型難題之一。以SMX為代表的磺胺類抗生素，在常規(guī)污水處理流程中往往難以被徹底清除。殘留的抗生素不僅可能對水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在風(fēng)險，還可能加速耐藥性基因的傳播，對公共健康造成威脅。因此，如何在低能耗、少化學(xué)投加的條件下，實(shí)現(xiàn)抗生素的高效去除并降低其毒性，已成為“自然基解決方案”亟待攻克的關(guān)鍵問題。
傳統(tǒng)觀念中，浮萍常被視為水面上一種普通的漂浮植物。然而，越來越多的研究表明，浮萍不僅具備吸收污染物的能力，還能與周圍微生物協(xié)同作用，共同構(gòu)建一個具有凈化功能的微型生態(tài)系統(tǒng)。基于這一發(fā)現(xiàn)，研究人員創(chuàng)新性地將浮萍與功能細(xì)菌、白腐真菌進(jìn)行組合，構(gòu)建了一個多組分協(xié)同體系。研究結(jié)果顯示，與浮萍單獨(dú)作用相比，該協(xié)同體系能夠更有效地促進(jìn)SMX的去除，并顯著減輕抗生素對浮萍生長和生理狀態(tài)的不利影響。
深入分析發(fā)現(xiàn)，這一協(xié)同體系的優(yōu)勢不僅在于能夠“去除更多”的抗生素，更在于它改變了污染物的去向。在浮萍單獨(dú)處理的情況下，污染物往往僅停留在吸附或短期富集的層面；而在細(xì)菌和真菌的共同參與下，SMX則更容易進(jìn)入后續(xù)的轉(zhuǎn)化與降解過程，從而實(shí)現(xiàn)更深層次的去除。這意味著，該體系并非單純依賴植物“攔截”污染物，而是通過植物與微生物之間的功能互補(bǔ)，推動污染物由“暫時停留”向“持續(xù)降解”轉(zhuǎn)變。
從作用機(jī)制來看，浮萍為微生物提供了穩(wěn)定的附著界面和生態(tài)緩沖環(huán)境，細(xì)菌則參與污染物的初始轉(zhuǎn)化過程，而真菌則進(jìn)一步增強(qiáng)了復(fù)雜有機(jī)污染物的裂解與轉(zhuǎn)化能力。三者之間形成了明確的分工協(xié)作關(guān)系，共同提升了整個體系的凈化效率與穩(wěn)定性。這一發(fā)現(xiàn)表明，自然生態(tài)系統(tǒng)中植物與微生物之間的互作關(guān)系，不僅是維持生態(tài)平衡的重要基石，還可能成為未來綠色污染治理技術(shù)的重要源泉。
論文的第一作者兼通訊作者、廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所博士宋英杰表示，該研究為抗生素污染控制提供了全新的思路，也為自然基解決方案在農(nóng)業(yè)尾水治理、生態(tài)修復(fù)和綠色水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了新的可能性。它提醒我們，看似普通的浮萍及其伴生微生物，實(shí)際上蘊(yùn)含著巨大的環(huán)境治理潛力，值得進(jìn)一步深入挖掘和利用。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.134213
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