纳米洋葱碳强化厌氧膜生物反应器处理氯霉素废水OA北大核心CSTPCD

针对氯霉素难以生物降解的问题,本研究将纳米洋葱碳(carbon nano-onions,CNOs)作为导电材料投加到厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)去除废水中的氯霉素(chloramphenicol,CAP),探讨了CAP的厌氧降解途径和抗生素抗性基因(ARG)分布的情况,解析了CNOs对氯霉素去除的强化作用。质谱检测结果表明CAP和参与三羧酸循环的物质之间发生了酯化反应,这些降解产物的毒性低于CAP。此外,CNOs的添加促进了部分三羧酸循环酶的上调,进一步降低了CAP的生物毒性。研究还发现CNOs可以增强ARG的水平基因转移,其中intI1基因的相对丰度显著增加。另一方面,AnMBR的膜组件有效截留了ARG。采用序批实验进一步研究CNOs对氯霉素去除的强化作用,结果表明,添加CNOs的实验组中,反应10 h时CAP去除率为90.4%,远高于未添加CNOs的对照组(59.4%)。此外,添加CNOs的厌氧生物体系24 h内甲烷产量为46.1 mL,远高于对照组,且产甲烷滞后时间更短。以上结果表明CNOs强化了厌氧生物体系对氯霉素废水的去除效果,降低了CAP的生物毒性,可为AnMBR处理抗生素废水提供参考。