国科大博士生导师颜昌宙研究员团队在量化人工湿地中抗生素主要去除机制的贡献方面取得重要进展
2021年11月17日
作者：文/颜昌宙研究员团队 图/颜昌宙研究员团队 （中国科学院城市环境研究所）
来源：李暄妍
抗生素污染正引起越来越多人的关注。由于抗生素在人体和动物肠道中的不完全吸收，大量抗生素随排泄物进入水环境中。多数抗生素具有很强的化学稳定性，可以在环境中长期存在，而常规污水处理方法很难将抗生素完全去除。近些年诸多研究人员致力于利用潜流型人工湿地去除水中抗生素。众所周知，人工湿地对抗生素的去除主要取决于基质吸附、微生物降解、水解和植物吸收，如能准确量化各去除路径的贡献，这对强化人工湿地去除抗生素效率将具有很大指导意义。然而，有关这方面的定量化研究却几近空白，其主要原因是在人工湿地中通过直接监测和质量平衡的方法很难区分微生物降解与水解的贡献。
中国科学院城市环境研究所颜昌宙研究组采用逐步多元回归分析方法分别对吸附和水解批次实验中影响磺胺类药物吸附和水解过程的主要因素进行量化和排序。同时，根据中试实验的监测数据，采用多元统计分析方法量化理化因子和营养物质对微生物群落结构的影响。在此基础上，构建偏最小二乘路径分析模型，量化主要去除路径的贡献。结果表明，比表面积和含盐量是影响磺胺类抗生素吸附的主要因素，而温度和pH是影响磺胺类抗生素水解的主要因素。理化因子对微生物群落的影响大于营养因子对微生物群落的影响。偏最小二乘路径分析表明，垂直潜流人工湿地中微生物降解、吸附和水解去除磺胺类抗生素的路径系数分别为0.6339、0.3608和0.0351，水平潜流人工湿地中相应的路径系数分别为0.5658、0.4707和0.1079。这意味着微生物降解对潜流人工湿地中磺胺类抗生素的去除贡献最大。强化微生物降解可能是提高磺胺类抗生素去除率的有力措施。这一结果将有助于理解抗生素的去除机理，为针对性提高磺胺类抗生素的去除效率提供科学指导。
研究结果以“Quantifying the contribution rates of sulfonamide antibiotics removal mechanisms in constructed wetlands using multivariate statistical analysis”为题发表在环境领域国际期刊Environmental Pollution上。颜昌宙研究员为通讯作者，博士生张灵为第一作者。该研究得到了中国科学院A类战略先导科技专项子课题（NO.XDA23030203）和国家重点研发项目（NO.Y8E0821B10）的支持。
