近日，廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員孫蔚旻團隊在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助下，在畜禽廢水中微塑料與抗生素共污染微生物降解機制研究方面取得新進展，揭示了微塑料-抗生素復合污染的降解機制。相關成果發表于《危險材料雜志》（Journal of Hazardous Materials）。
Exiguobacterium sp. CAP4降解聚乙烯微塑料和氯霉素共污染摘要圖。研究團隊供圖
微塑料與抗生素作為新型環境污染物，在環境中大量累積形成復合污染后，會對生態系統和人類健康造成多重威脅。研究發現，微塑料作為載體，會協同抗生素加劇水生生物毒性，破壞土壤功能，促進抗性基因傳播，如環境中聚乙烯和氯霉素（CAP）殘留易形成共污染，加劇CAP毒性并改變CAP遷移轉化。聚乙烯在農業和畜禽養殖業中廣泛應用，但在廢水中對抗生素等污染物具有極強的吸附作用；而在畜牧業中常用的氯霉素，則因不完全代謝特性導致其能在畜禽糞便中顯著積累，誘導耐藥菌株產生，從而影響人體和生態環境健康。盡管已有研究探討出單獨去除和降解微塑料和抗生素的方法，但對如何消除微塑料和抗生素的共污染仍缺乏深入理解。
針對上述科學問題，孫蔚旻團隊采用原位添加、微宇宙模擬與純培養體系相結合的方法，從“污水-富集物-純菌”多水平系統解析微生物去除微塑料和抗生素共污染機制。研究發現，廢水體系中存在聚乙烯微塑料（mPE）和CAP共污染微生物降解現象，而mPE表面塑料界與其周圍水體中的微生物多樣性和豐度存在顯著差異。其中Exiguobacterium、Methanospirillum、Methanosaeta和Candidatus Nitrocosmicus等屬的微生物為潛在的“生物標志物”，可能在雙重污染物的生物降解中發揮重要作用。此外，從塑料界中成功分離出的高效CAP降解及mPE礦化能力菌株Exiguobacterium sp. CAP4，其在實際廢水環境中的原位回接，強化了mPE與CAP復合污染廢水的降解效率。
該研究結果系統揭示了微塑料-抗生素復合污染的降解機制，也為開發兼具微塑料和抗生素降解功能的微生物修復技術提供了理論依據和優質菌種資源，對推動環境污染治理技術創新具有重要的科學價值和應用前景。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137973
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