休斯頓-(2020年7月20日)-石墨烯保護(hù)層可以幫助顆粒破壞污水處理廠中的抗生素抗性細(xì)菌和自由漂浮的抗生素抗性基因。
萊斯大學(xué)制定的新戰(zhàn)略可以看作是“包裝、引誘、打擊”。
萊斯環(huán)境科學(xué)家佩德羅阿爾瓦雷斯和上海同濟(jì)大學(xué)環(huán)境工程教授張?jiān)凇稅?ài)思唯爾》雜志《水研究》上介紹了這種涂有氧化石墨烯的微球。
自2013年在污水處理廠首次發(fā)現(xiàn)耐藥“超級(jí)細(xì)菌”以來(lái)，Alvarez和他的合作伙伴一直位于萊斯基于納米技術(shù)的水處理納米系統(tǒng)工程研究中心(NEWT)。
阿爾瓦雷斯說(shuō)：“眾所周知，超級(jí)細(xì)菌會(huì)在污水處理廠繁殖，并在對(duì)廢水進(jìn)行消毒時(shí)被殺死，從而釋放出胞外抗生素抗性基因(ARG)。”“這些arg隨后被釋放，并可能轉(zhuǎn)化接收環(huán)境中的局部細(xì)菌，這些細(xì)菌成為抗性群體的儲(chǔ)庫(kù)。
他說(shuō)：“我們的創(chuàng)新將最大限度地減少胞外ARG的排放，從而減少抗生素耐藥性在污水處理廠的傳播?！?
萊斯實(shí)驗(yàn)室證明，其領(lǐng)域——以鉍、氧和碳為核心摻雜氮摻雜氧化石墨烯——滅活了多藥耐藥大腸桿菌，并降解了二級(jí)廢水中降解質(zhì)粒編碼的抗生素耐藥基因。
石墨烯包覆的球體產(chǎn)生的活性氧是單個(gè)球體的三倍，從而殺死廢水中的鼻涕。
球體本身是一種光催化劑，當(dāng)暴露在光線下時(shí)會(huì)產(chǎn)生活性氧。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，通過(guò)包裹球體，ROS清除劑降低其消毒液能力的能力被最小化。
研究人員表示，對(duì)貝殼進(jìn)行氮摻雜可以提高它們捕捉細(xì)菌的能力，從而讓催化球有更多的時(shí)間殺死細(xì)菌。然后，增強(qiáng)的顆粒會(huì)立即捕獲并降解死菌釋放的抗性基因，進(jìn)而污染廢水。
水稻技術(shù)研究所博士后余說(shuō)：“通過(guò)增強(qiáng)細(xì)菌表面和外殼之間的疏水相互作用，細(xì)菌對(duì)微球的親和力被包裹?！薄斑@減少了背景成分對(duì)活性氧的稀釋和去除，并促進(jìn)了釋放的精氨酸的立即捕獲和降解?！?
于說(shuō)，因?yàn)榘那蝮w足夠大，可以從消毒后的廢水中過(guò)濾出來(lái)，所以可以重復(fù)使用。測(cè)試表明，球體的光催化活性相對(duì)穩(wěn)定，10次循環(huán)后活性沒(méi)有明顯下降。這顯然比同一個(gè)球體減去包角的循環(huán)壽命要好。
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