一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法

1.本发明涉及微塑料迁移领域，具体涉及一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法。


背景技术：

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当前，对args在土壤中的丰度和种类变化的研究较为深入，而对args在土壤中传播扩散行为机理的研究尚处于起步阶段；另有一些关于mps通过淡水环境在陆地和海洋之间双向迁移的报道，但国内外缺失对mp-arg共迁移的研究，而这些研究可为mp-arg复合污染的阻控策略提供科学依据。mps上微生物富集，有利于args在微生物间传播，且mps作为传播载体会携带args在土壤中自由运动，促进args传播。因此，如何有效防治土壤中的mp-arg污染，尽快地把 mp-arg共迁移行为的危害降到最低程度，无疑为政府、公众和科学界十分紧迫的共同任务。


技术实现要素：

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本发明的目的在于提供一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法。
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为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
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在土壤中加入处理液对土壤进行处理，所述处理液由nano3溶液和高岭石悬浮液组成。
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所述处理液中，nano3的终浓度为0.45-0.55mm，高岭石悬浮液的终浓度为 9.5-10.5g/l。
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进一步地，所述处理液中，nano3的终浓度为0.5mm，高岭石悬浮液的终浓度为10g/l。
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本发明的有益效果在于：mps颗粒的小尺寸效应及其较大的比表面积对污染物产生强烈吸附，进而促进污染物在环境介质中迁移。而离子强度可以抑制纳米材料和重金属在土壤中的共迁移。此外，纳米材料在环境中的移动能力与其悬浮稳定性正相关。而研究显示高岭石能降低纳米材料的稳定性，随着离子强度的升高，这种作用越强烈。鉴于此，本发明提出采用离子强度和高岭石协同阻控土壤中mp-arg共迁移行为的方法，采用由nano3溶液和高岭石悬浮液组成的处理液对土壤进行处理，改变mps对args的吸附能力以及mp-arg悬浮液的稳定性，进而高效协同阻控土壤中的mp-arg的共迁移行为，从而大幅降低mp-arg 共迁移所引起的环境危害和健康风险。
具体实施方式
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为了使本发明中的技术细节和方案表达的更加清晰，下面结合实施例作进一步的说明。
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实施例1
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试验用args溶液(含八大类args)的制备：
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采用平板培养法分离污水中的不同抗生素耐药细菌，各自接种到完全培养液，分别得到八大类型抗生素的耐药菌的完全培养液，与目前主要args种类对应。将所有完全培养液摇匀，各取一定体积添加到盛有无菌水的三角瓶中混匀，得到含八大类型抗生素的耐药菌的溶液，作为试验用args溶液。
[0014]
选择12块多年荒田作为监测样地，将样地分为4组，采用4种不同的处理液分别进行处理，具体如下：
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制备高密度聚乙烯微塑料颗粒(hdpe-mps)作为微塑料颗粒代表，通过 args在mps上的吸附实验，制备mp-arg悬浮液，具体是在离心管中加入mps 悬浮液和args溶液，在25℃和100rpm下振荡，得到mp-arg悬浮液，然后按照以下方法制备4组处理液：
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ls组(离子强度处理组)：mp-arg悬浮液中加入0.5mm的nano3；
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gs组(高岭石处理组)：mp-arg悬浮液中加入10g/l的高岭石悬浮液；
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lgs组(离子强度/高岭石协同处理组)：mp-arg悬浮液中加入10g/l的高岭石悬浮液以及0.5mm的nano3；
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对照组：mp-arg悬浮液中不加入任何物质。
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(1)各组处理液在25℃和100rpm下振荡24h，15000g离心30min，将上清液过0.22μm滤膜，测定平衡水相中的args浓度，用差减法计算args的吸附量；实验平行两次，平衡浓度和吸附量取平均值。
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(2)将4种处理液分别添加到4组样地土壤中进行处理(采用喷雾器，在相同的时间内将相同体积的处理液均匀喷洒在土壤表面)，各组样地均设三个平行。最后，在处理1d、2d、3d后分别从各组样地的30cm深处采集土壤样品，采用灭菌镊子分离收集土壤样品中的微塑料颗粒。
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1.mps和args的测定
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利用金相显微镜观察mps外观形貌，使用nano measuer 1.2软件计数。采用 e.z.n.a.soil dna kit提取微塑料上的微生物总dna。运用smartchip real-timepcr systems高通量荧光定量反应平台测定微塑料上的args的相对丰度和多样性，委托上海启因生物科技有限公司完成。args引物参照zhu等(2013)的有效引物组。检测涵盖不同类型抗生素的耐药基因(含args的主要种类)和16srrna基因。基因相对拷贝数的计算公式：c＝10
(31－ct)/(10/3)
，c为基因相对拷贝数。
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2.监测结果
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共检测出52种args(表1)，分别属于目前主要的8大类型args。监测结果表明，三种不同处理条件下的试验组(离子强度处理组、高岭石处理组、离子强度/高岭石协同处理组)都可以对农田土壤中的mp-arg共迁移行为产生明显的阻控效果。与对照组比较，离子强度处理组对土壤中mps颗粒和args丰度的迁移阻控率分别达到17.4％～24.2％和35.8％～69.3％，高岭石处理组对土壤中mps颗粒和args丰度的迁移阻控率分别达到24.7％～42.4％和48.5％～74.8％，离子强度/高岭石协同处理组对土壤中mp-arg共迁移行为产生的协同阻控效果最为显著，该组对土壤中mps颗粒和args丰度的迁移阻控率分别达到了 40.1％～60.5％和84.0％～87.2％。
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表1不同处理条件对土壤中mp-arg共迁移的阻控效果
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注：ls为离子强度处理组，gs为高岭石处理组，lgs为离子强度/高岭石协同处理组，ck＝对照组；样品的序号1、2、3分别代表处理1d、2d、3d后的采样。


技术特征：
1.一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法，其特征在于，在土壤中加入处理液对土壤进行处理，所述处理液由nano3溶液和高岭石悬浮液组成。2.根据权利要求1所述的一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法，其特征在于，所述处理液中，nano3的终浓度为0.45-0.55mm，高岭石悬浮液的终浓度为9.5-10.5g/l。3.根据权利要求2所述的一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法，其特征在于，所述处理液中，nano3的终浓度为0.5mm，高岭石悬浮液的终浓度为10g/l。4.根据权利要求1所述的一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法，其特征在于，将nano3溶液和高岭石悬浮液混合得到处理液，将所述处理液在25℃、100rpm条件下振荡24h后，采用喷雾器均匀喷洒到待处理土壤表面。

技术总结
本发明公开了一种用于阻控土壤中微塑料-耐药基因共迁移的方法，所述方法是在土壤中加入处理液对土壤进行处理，所述处理液由NaNO3溶液和高岭石悬浮液组成。本发明采用由NaNO3溶液和高岭石悬浮液组成的处理液对土壤进行处理，改变MPs对ARGs的吸附能力以及MP-ARG悬浮液的稳定性，进而高效协同阻控土壤中的MP-ARG的共迁移行为，从而大幅降低MP-ARG共迁移所引起的环境危害和健康风险。所引起的环境危害和健康风险。


技术研发人员：卢晓明
受保护的技术使用者：福建工程学院
技术研发日：2022.05.11
技术公布日：2022/8/30