丛枝菌根真菌+湿地,打破PFAS污染治理新局面!

文摘   2024-11-01 09:04   四川  
点击蓝字,
 
PFAS热点研究早知道


第一作者:Yuchen Wang


通讯作者:Shanshan Hu&Bo Hu


通讯单位:浙江师范大学



中文标题:丛枝菌根真菌增强人工湿地对 PFAS 胁迫的耐受性和废水处理效率.

英文标题:Enhancement of PFAS stress tolerance and wastewater treatment efficiency by arbuscular mycorrhizal fungi in constructed wetlands.

摘要详文

本研究旨在探索丛枝菌根真菌 (AMF) 对受到全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 胁迫的人工湿地 (CW) 中黄菖蒲 (Iris pseudacorus L.) 生长和处理效果的影响。研究结果表明,PFAS 暴露会引起氧化损伤并抑制黄菖蒲 (Iris pseudacorus) 的生长。然而,AMF 共生通过调节氧化反应增强了植物对 PFAS 胁迫的耐受性。AMF 处理不仅促进了植物生长,而且还提高了 PFAS 暴露下的光合效率。与非 AMF 处理相比,接受 AMF 处理的植物过氧化物酶和抗氧化酶(包括过氧化物酶和超氧化物歧化酶)的水平显着增加,同时脂质过氧化显着降低。此外,AM 共生显著提高了 CWs 在 PFASs 诱导胁迫下修复废水的功效,与 AMF 处理相比,COD、TP、TN 和 NH4 +- N 的去除效率分别提高了 19–34%、67–180%、106–137% 和 25–95%。此外,PFASs 的代谢途径似乎受其碳链长度的影响,长链 PFASs 如全氟辛酸 (PFOA) 和全氟阴离子酸 (PFNA) 表现出比短链 PFASs 如全氟乙酸 (PFPeA) 和全氟己酸 (PFHpA) 更复杂的途径。这些结果表明 AMF-植物共生可以增强植物对 PFAS 诱导胁迫的适应力,并提高 CWs 的污染物去除效率。这项研究强调了 AMF 在增强环境修复策略方面的巨大潜力,为更有效地管理 PFAS 污染的生态系统提供了新的见解。

图文摘要



图文速览

图 1. 不同系统中的物理化学参数。(a)PH。(b)EC。(c)DO。(d)ORP。AMF+ 和 AMF- 代表两种不同的 AMF 处理。对照、低 PFAS 和高 PFAS 代表三种浓度的 FAFS。



图 2. 不同系统出水中常规废水参数的浓度。(a)COD;(b)TP;(c)TN;(d)NH4 +-N。AMF+ 和 AMF+ 和 AMF- 代表两种不同的 AMF 处理。对照、低 PFAS 和高 PFAS 代表三种浓度的 FAFS。



图 3. (a) PFOA 和 PFNA 特异性代谢物的色谱图;(b) PFOA、PFNA、PFPeA 和 PFHpA 主要代谢物的色谱图;(c) 化学武器中 PFASs 的拟议代谢途径。

图 4. 物理化学参数(DO、EC、PH、ORP)、常规废水参数(TN、TP、COD、NH4 +-N)、光合作用参数(Tr、Pn、Ci 和 Gs)和物理化学参数(SOD、POD、CAT 和 MDA)之间的主成分分析 (PCA) 和聚类分析。(a) AMF + 处理的 PCA 双标图;(b) AMF- 处理的 PCA 双标图;(c)。AMF+ 和 AMF- 处理的 PCA 得分图;(d) AMF+ 和 AMF- 处理的聚类分析。

主要发现

本研究的创新点在于揭示了丛枝菌根真菌(AMF)在提升构建湿地(CWs)系统中植物对全氟和多氟烷基物质(PFAS)胁迫耐受性方面的作用。PFAS由于其结构稳定性和难降解特性,已成为全球关注的持久性有机污染物,对环境生物包括植物、动物和人类具有显著毒性。然而,现有的去除PFAS技术大多成本高昂、能耗大且对短链PFAS的去除效果有限。因此,开发更高效、低成本的处理方法成为当务之急。本研究提出了通过AMF与植物共生关系来增强植物耐受性,并利用湿地植物及其根系微生物群落来改善PFAS去除效率的创新方案。实验结果显示,PFAS暴露会导致植物的氧化损伤并抑制其生长,而AMF的共生可有效增强植物的抗氧化能力,促进植物生长,减轻PFAS对植物的损害。这一发现为湿地生态系统中植物-微生物协同治理PFAS污染提供了理论依据。


文章DOI:10.1016/j.envres.2024.120148
(论文详情,请点击阅读原文)

The End


声明:

本公众号仅分享PFAS相关研究进展成果,无商业用途。如有涉及侵权,请立即联系公众号后台或发送邮箱,我们会及时修订或删除!欢迎投稿或合作!


邮箱:pfas2022@163.com






PFAS与环境
分享PFAS在环境领域的行为特征及生态风险等相关科研成果
 最新文章