纳米ZnO对恒流反应器中欧洲亚硝化单胞菌的毒性影响及分子机制

摘要

纳米材料(NPs)得益于其微小粒径特点,表现出独特的物理化学和电化学特性,因此被广泛应用于工业、生物医药行业和科研领域.纳米氧化锌(n-ZnO)是目前世界范围内产量和使用量最多的工程纳米材料之一,在其生产、应用、流通过程中不可避免的会释放于周围环境,并进入市镇下水管网系统,使得市政污水处理厂成为其重要的环境归趋中介之一[1].由于其独特的溶解性和微小结构特点,n-ZnO更易于穿透细胞膜、进入生物机体,产生与常规尺寸不同的毒性效应.因此,n-ZnO进入市政污水生物处理系统后会对菌群结构与活性产生潜在毒性影响并导致系统脱氮与除磷性能的降低,并抑制相关微生物及关键酶活性[2].因此，本文针对污水生物处理系统中广泛存在的典型亚磷化细菌——欧洲亚硝化单胞细菌（N.europaea），研究不同浓度的n-ZnO在不同胁迫作用时间和不同DO条件下对N.europaead细胞生理生化特性的毒性影响规律，探讨受损菌群在不同抑制程度下的自我恢复性能，并借助于全基因组表达谱技术，分析受n-ZnO胁迫的分子毒性机制以及受损菌群的自我恢复机制。