抗生素和个人药品作为新兴污染物而受到广泛关注。因其结构稳定，故对传统水污染控制技术造成重大挑战。长期赋存于环境媒介的抗生素对抗性基因（ARGs）和超级细菌造成选择压力，引发环境生态风险。因此，迫切需要研发节能且高效的去除技术。在现实环境中，抗生素和非抗生素药物等共存的复合污染体系广泛存在，但目前国内外研究较少关注复合污染体系的去除。同时，关于复合污染对生物膜微生物组和抗性组影响的研究更鲜有报道。为此，针对上述技术需求与关键科学问题，城市环境研究所科研人员开展了系统研究，并取得了系列进展。

针对单一污染，研究人员分别以氧四环素和环丙沙星作为目标污染物，发现相比于传统厌氧法，微生物电化学反应器能够通过电刺激更加快速定向地选择功能微生物，从而促进氧四环素和环丙沙星去除。并且，微生物电化学反应器生物膜上ARGs的检出种类和总丰度均低于传统厌氧生物膜，说明微生物电化学反应器生物膜上产生ARGs水平转移的可能性更小。

针对复合污染，在运行120天后发现，萘普生和磺胺甲恶唑复合污染能够被微生物电化学反应器有效去除，并且1.00％盐度提高了磺胺甲恶唑去除速率。高通量测序发现，相比单一萘普生/磺胺甲恶唑污染，一些耐多药微生物，如铜绿假单胞菌Pseudomonas和嗜甲基菌Methylophilus，在复合污染体系中丰度显著提高，说明复合污染更易引发耐多药微生物的产生。

高通量定量PCR结果表明，相比于原始接种源，复合污染促使生物膜中可移动元件MGEs和ARGs总丰度提高至约9 copies per bacterial cell。相反，1.00％盐度的增加使ARGs总丰度显著降低至2 copies per bacterial cell，说明复合污染能够促进ARGs的产生和传播，但盐度能缓解这一风险。

基于Network分析，初步揭示了受复合污染胁迫下生物膜微生物组和抗性组之间的关联，发现耐多药微生物Pseudomonas和Methylophilus是复合污染体系中部分丰度大量增加的ARGs的潜在宿主，而盐度的提高促使不耐受盐度胁迫的宿主菌，尤其是Methylophilus等丰度显著下降，从而使复合污染体系中的ARGs丰度显著降低。上述结果表明，萘普生和磺胺甲恶唑复合污染会促进生物膜上耐多药微生物的增加，从而引发ARGs扩散风险，但提高盐度能有效减轻这一风险。这一成果将为评估现实复合污染体系生态风险和控制抗性基因传播等提供了重要的科学支撑。

研究成果已发表在Water Research、Environment International、Chemical Engineering Journal和Bioresource Technology等期刊上。严伟富为第一作者，赵峰研究员和肖勇（青促会会员）副研究员为通讯作者。该研究得到了该研究得到了国家自然科学基金项目(51878640, 21777155)，中国科学院青年创新促进会(2018344)和福建物构所与城市环境研究所融合发展基金项目 (RHZX-2018-006)的资助。

论文信息如下：

Weifu Yan, Rui Bai, Siqi Wang, Xiaochun Tian, Yan Li, Fan Yang, Yong Xiao*, Xiaoquan Lu, Feng Zhao*. Antibiotic resistance genes are increased by combined exposure to sulfamethoxazole and naproxen but relieved by low-salinity. Environment International, 2020, 139: 105742 [URL]

Weifu Yan, Yunyan Guo, Yong Xiao*, Shuhua Wang, Rui Ding, Jiaqi Jiang, Haiyin Gang, Han Wang, Jun Yang, Feng Zhao*. The changes of bacterial communities and antibiotic resistance genes in microbial fuel cells during long-term oxytetracycline processing. Water Research, 2018, 142: 105-114 [URL]

Weifu Yan, Yong Xiao*, Weida Yan, Rui Ding, Shuhua Wang, Feng Zhao. The effect of bioelectrochemical systems on antibiotics removal and antibiotic resistance genes: a review. Chemical Engineering Journal,2019, 358: 1421-1437 [URL]

Weifu Yan, Shuhua Wang, Rui Ding, Xiaochun Tian, Rui Bai, Haiyin Gang, Weida Yan, Yong Xiao*, Feng Zhao. Long-term operation of electroactive biofilms for enhanced ciprofloxacin removal capacity and anti-shock capabilities. Bioresource Technology, 2019, 275: 192-199 [URL]