在养殖废水处理领域,抗生素残留已成为严峻的生态问题。传统物理化学方法成本高、能耗大,而传统微生物处理方法对氮、磷及抗生素的去除效率有限,且易产生二次污染。因此,开发高效、经济、环境友好的废水处理技术迫在眉睫。微藻-细菌-真菌共生系统因其协同增效的污染物去除能力而备受关注。尤其是通过外源添加植物生长调节剂,可显著提升系统的生长速率、光合活性及抗生素降解效率。然而,如何在不同抗生素浓度下优化共生系统的性能,并系统评估其经济可行性,仍是当前研究的难点。

针对上述问题,吉林大学王浩天副教授团队系统研究了植物生长调节剂二乙氨基乙基己酸酯(DA-6)对四种微藻系统(包括单一微藻及其与内生细菌、真菌的共生系统)在养殖废水中去除三种常见抗生素(四环素TC、环丙沙星CPFX、磺胺间甲氧嘧啶SMM)的增强作用。研究发现,在0.2 mg/L抗生素浓度下,C. vulgaris–S395-2–C. rosea三元共生系统(处理4) 表现出最优的生长速率、叶绿素a含量及光合活性,其对TC、CPFX和SMM的去除率分别高达99.2%、86.3%和91.3%。
进一步研究表明,外源添加10-7 M的DA-6可显著提升该系统对CPFX和SMM的去除效率,分别达到94.18%和95.32%。DA-6通过增强抗氧化酶活性、调节微藻信号网络,有效缓解了抗生素引起的氧化应激,从而提升了系统的耐受性与降解能力。经济性评估显示,在10⁻⁷ M DA-6条件下,处理4对TC、CPFX和SMM的单位能耗经济效率最高,分别达到47.3、45.3和46.8 USD-1,显著优于同类研究中其他植物激素的增效效果。
该研究不仅为养殖废水中抗生素的高效去除提供了一种绿色、经济的微藻强化策略,也为多相共生系统的优化设计与实际应用提供了重要的理论依据和数据支持。
论文链接://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131231