【摘 要】
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纳米二氧化钛颗粒(TiO2-NPs)已越来越多出现在污水处理系统中.为探究TiO2-NPs对以火山石为基质的人工湿地(CW)系统中微生物群落的影响,利用16S rDNA高通量测序技术,分析不同T
【机 构】
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大连海洋大学,辽宁大连116023;生态环境部华南环境科学研究所,广州510655;设施渔业教育部重点实验室,辽宁大连116023
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纳米二氧化钛颗粒(TiO2-NPs)已越来越多出现在污水处理系统中.为探究TiO2-NPs对以火山石为基质的人工湿地(CW)系统中微生物群落的影响,利用16S rDNA高通量测序技术,分析不同TiO2-NPs浓度(0、60、110和160 mg·L-1)短期(18 d)暴露后的微生物群落差异.结果 显示,短期暴露下,CW中y-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和类杆菌纲(Bacteroidia)的相对丰度受影响不显著(P＞0.05),但α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和硝化螺旋菌纲(Nitrospira)等优势菌种对TiO2-NPs较敏感而相对丰度显著降低(P＜0.05).3种浓度处理的TiO2-NPs对CW中微生物产生不同程度的生态毒性,60 mg·L-1的TiO2-NPs在暴露18d后对Nitrospira抑制程度最大,110和160 mg·L-1浓度下Nitrospira相对丰度略有回升.Alpha多样性指数表明,110 mg·L-1时菌群多样性最低,此浓度对菌群抑制最大;Beta多样性也证实此浓度处理中菌群多样性与对照差异最大,其次是60 mg·L-1.T-test进一步表明,110mg· L-1TiO2-NPs处理中的5个纲,例如δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Nitrospira等是变化显著的类群(P＜0.05);13个科,例如黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、硝化螺菌科(Nitrospiraceae)和不明α-变形菌科(unidentified_Alphaproteobacteria)是变化显著的科(P＜0.05).表明TiO2-NPs可能会严重降低CW系统的硝化效率.3个浓度的TiO2-NPs均影响CW基质中细菌群落组成和多样性,且对各物种的影响存在差异,将影响CW中污染物降解和转化.研究结果为揭示纳米材料对微生物的潜在危害和CW技术的应用提供参考.
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