纳米银颗粒强化白腐真菌修复湿地抗生素污染的行为和机理研究

White rot fungus bioremediation is an important method for remediation of antibiotic pollution. However, the bioremediation capacity is inhibited by the surroundings. Silver nanoparticles (AgNPs) enhanced degradation ability of white rot fungus is valid approach to resolve antibiotic pollution. This project will study the AgNPs enhanced degradation efficiency, degradation kinetics of antibiotic by white rot fungi under the effect of particle size, concentration and surface charge, the AgNPs distribution in the cell, to reveal the behavior of AgNPs enhanced bioremediation; exploit the flow signal of cell membrane in transfer matters, the activity of ion invertase and oxidase, membrane integrity, reactive oxygen species defense system and ligninolytic enzymes for the purpose of revealing response mechanism of white rot fungi plasmalemma and enzyme to AgNPs enhanced bioremediation; investigate reaction kinetics of Fe3+, S2-, and Cl- with AgNPs silver nanosilver, the effect of Fe3+, S2-, and Cl- concentration on the degradation rate of antibiotic in order to illustrate the mechanism of major environmental factors on AgNPs enhanced bioremediation. The research results of this project are of great significance to promote the progress of ecological restoration technology of antibiotic pollution in wetlands.

白腐真菌修复技术是修复湿地抗生素污染的重要方法，但其修复能力受到体系的制约，采用纳米银强化白腐真菌降解抗生素的能力是有效的解决途径。本项目将研究纳米银强化白腐真菌对巢湖抗生素污染的降解效率、降解动力学，纳米银粒径、浓度和表面电荷对抗生素降解率的影响，纳米银在细胞内外的分布行为，明确纳米银强化白腐真菌修复抗生素污染的行为；研究纳米银强化白腐真菌降解抗生素过程中细胞膜跨膜转运的物质流微观动态生理信号、离子转运酶和氧化酶的活性、膜完整性、氧自由基防御体系和木质素降解酶系等，探究纳米银强化白腐真菌修复抗生素污染时细胞膜和酶对强化作用的生理应答；研究强化修复体系中环境干扰因子Fe3+、S2-和Cl-与纳米银的反应动力学，主要干扰因子浓度对抗生素降解率的影响，揭示环境主要干扰因子的影响机制。本项目的研究成果对推动湿地抗生素污染生态修复技术的进步有重要意义。

项目采用纳米银强化白腐真菌降解湿地抗生素污染物，（1）研究了纳米银降解湿地的降解效率、降解动力学和降解路径，分析纳米银在白腐真菌细胞内外的迁移、转化和分布行为，明确了纳米银强化白腐真菌降解湿地抗生素的行为，以及纳米银颗粒属性对强化湿地抗生素降解过程的影响，通过DFT模拟计算初步对降解的机理进行了分析；（2）分别从氧化应激过程中的酶活水平，ROS水平探讨具体的强化作用机制，从细胞膜物质流代谢变化分析强化降解的机制；（3）通过荧光定量PCR等手段探究强化过程中基因变化，从基因角度解析强化过过程代谢变化原因；（4）并分析了环境条件对强化抗生素降解行为的影响。.本项目按照原计划开展了研究，取得了预期的研究成果，已圆满完成预期指标。迄今为止，本项目已在国际学术期刊Journal of Hazardous Materials, Chemical Engineering Journal, Science of the Total Environment, Applied Materials Today等SCI收录的杂志上发表论文共计11篇，获授权国家发明专利2项，澳大利亚革新专利1项，参加学术会议1次，共指导了3名硕士研究生，合作指导博士研究生1名。.项目不仅完成了研究计划部分，还对研究内容在基因水平、物质流代谢水平进行了初步的拓展，对白腐真菌修复湿地抗生素污染的理论有一定的进步意义，对推动河流、湖泊湿地抗生素污染生态修复技术指导有一定的参考价值。