石墨烯保護(hù)層可以幫助顆粒消滅污水處理廠中的抗生素抗性細(xì)菌

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)凇稅鬯嘉枴冯s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“超級細(xì)菌”以來，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：“眾所周知，超級細(xì)菌會在污水處理廠繁殖，并在對廢水進(jìn)行消毒時被殺死，從而釋放出胞外抗生素抗性基因(ARG)?！薄斑@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庫。

他說：“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)暴露在光線下時會產(chǎn)生活性氧。實(shí)驗(yàn)室測試表明，通過包裹球體，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間殺死細(xì)菌。然后，增強(qiáng)的顆粒會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：“通過增強(qiáng)細(xì)菌表面和外殼之間的疏水相互作用，細(xì)菌對微球的親和力被包裹?！薄斑@減少了背景成分對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，因?yàn)榘那蝮w足夠大，可以從消毒后的廢水中過濾出來，所以可以重復(fù)使用。測試表明，球體的光催化活性相對穩(wěn)定，10次循環(huán)后活性沒有明顯下降。這顯然比同一個球體減去包角的循環(huán)壽命要好。

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