共基质强化膜曝气生物膜光反应器处理海水养殖废水中磺胺甲恶唑的效能与机制：多组学视角下的抗性基因调控

为解决海水养殖废水高盐低碳环境下抗生素残留及抗性基因(ARGs)扩散问题，研究人员通过添加乙酸钠共基质，在膜曝气生物膜光反应器(MABPR)中构建"能量守恒-代谢酶机器"，使磺胺甲恶唑(SMX)去除率提升41.1%-80.6%，ARGs丰度降低14.2-20.4%，为水产养殖废水处理提供新策略。

　　

海水养殖业抗生素滥用导致水体中磺胺甲恶唑(SMX)等污染物累积，浓度可达6.7μg/L。这类物质不仅威胁生态系统，更会诱导抗生素抗性基因(ARGs)扩散。传统微藻-细菌共生系统(MABS)虽具处理潜力，但在高盐(3.2%)、低碳(30-100 mg/L COD)的养殖废水中效能受限。膜曝气生物膜光反应器(MABPR)结合膜曝气技术与微藻-细菌协同作用，能避免传统曝气导致的碳损失，但其在抗生素风险控制中的应用机制尚不明确。

江苏某高校联合新加坡国立大学团队在《Water Research》发表研究，通过添加乙酸钠(NaAc)共基质，系统考察MABPR对SMX的去除效能。研究采用双反应器平行实验，结合宏转录组学和抗性基因检测技术，解析微生物代谢调控机制。

关键结果

1. 性能提升：NaAc补充使SMX去除率提升60%，系统在100 μg/L SMX负荷下仍保持稳定。
2. 机制解析：微藻主导构建"能量守恒-代谢酶机器"，代谢通路表达上调8.25倍，ROS水平降低14%。
3. 抗性控制：SOS响应和接合转移基因受抑制，总ARGs丰度下降20.4%。

结论启示
该研究揭示共基质通过激活微藻能量代谢、缓解氧化应激的双重机制，实现SMX高效去除与ARGs传播阻断。MABPR技术为海水养殖废水处理提供兼具效能与经济性的解决方案，其"代谢-抗性"协同调控机制为环境抗生素风险控制提供新思路。