河口水环境中纳米颗粒物对抗生素抗性基因多介质行为的影响及其机制研究

Yangtze River Estuary is proposed as the study area, due to its ecological and economic significance, intensive influence by human activities and complex aquatic conditions. The project is multidisciplinary in nature, incorporating analytical chemistry (NP isolation and characterisation), geosciences (sampling and measurement of contaminants in water; contaminant temporal and spatial variations; identification of sources), environmental chemistry (sorption experiments, reactivity and fates of contaminants), and biology (molecular biological analysis of ARGs). The objectives in the project are the following: to mass balance the multiphase distribution of ARGs between soluble phase, NPs, and suspended particulate matter (SPM) in aquatic samples, spatially and temporally; to better understand the impact of NPs on the multiphase behavior ARGs, especially their horizontal transfer in microorganisms; and further to unravel the underlying mechanisms of NP-controlled ARGs behavior in estuarine aquatic system.

对水环境中新型污染物，如:纳米颗粒物（NPs）和抗生素抗性基因（ARGs）多介质行为及其相互作用机制理解的缺乏是水环境中复合污染物治理的关键问题，这在受人类高强度干扰和水环境条件复杂的河口区尤为体现。本项目以长江口为典型研究区域，突破传统以来对水体的认识，将水体中胶体相的分离技术和NPs的鉴别技术、ARGs的分子生物学分析方法和多介质行为的研究方案相结合，旨在揭示河口ARGs的多介质时空分布和行为规律，探讨河口区典型NPs对ARGs多介质行为，尤其是对ARGs微生物水平转移的影响并揭示其机制。

对水环境中新型污染物，如纳米颗粒物（NPs）和抗生素抗性基因（ARGs）多介质行为及其相互作用机制理解的缺乏是水环境中复合污染物治理的关键问题，这在受人类高强度干扰和水环境条件复杂的河口区尤为体现。本项目以长江口为典型研究区域，将复杂环境中NP的分离与鉴别技术、ARGs的分子生物学分析方法和多介质行为的研究方案相结合，旨在揭示河口ARGs的多介质时空分布和行为规律，探讨河口区典型NPs对ARGs多介质行为，尤其是对ARGs微生物水平转移的影响并揭示其机制。具体取得了三个方面的进展（1）建立了水体包括沉积物中纳米颗粒的检测方法并基于此揭示了长江口水体中的主导纳米颗粒及其时空分布特征；（2）揭示了长江口及其邻近滨岸多介质中抗生素抗性基因（ARG）的时空分布规律及其控制因子；（3）发现河口低剂量典型纳米颗粒存在下对ARGs的传播具有一定的促进作用，微生物群落、MEG和溶解态Zn是ARGs变化的主要驱动因子。基于本项目发表SCI论文18篇（包括Environmental Science and Technology、Water Research、Environmental Sciences: Nano等）。研究成果为河口区水环境中纳米颗粒物及污染物的多介质行为以及河口生态安全提供了全新的信息和理论依据。