氮(N)和碳(C)的生物地球化学过程，如反硝化和有机物分解，是决定水生环境生态功能的关键过程。人类和兽类的医疗对抗生素的过度使用，已经导致抗生素作为一种新兴污染物而出现在全球的湖泊、河流和其他水体中。然而，抗生素残留物对N和C循环过程和相关微生物群落的影响还不清楚。
中国科学院水生植物与流域生态重点实验室科研人员设计了一个沉积物培养实验，研究了在添加或不添加生物炭的条件下，四环素对硝化过程、反硝化过程以及CO2和CH4排放的影响。研究结果表明，沉积物可以吸收大量的四环素，但沉积物中残留的四环素随着时间的推移而大大减少。四环素处理对沉积物潜在硝化率、潜在反硝化率以及CO2和CH4的排放没有明显影响。在微生物群落方面，发现四环素处理大大降低了N-和C-循环基因的丰度，但增加了一些抗性基因的丰度。从本研究可以看出，非治疗浓度的四环素并不能降低沉积物N、C循环速率，但会降低微生物的丰度，增加抗生素耐药基因在环境中传播的风险。此外。四环素+生物炭处理显著提高了潜在的反硝化率，但也增加了沉积物中CO2和CH4的排放量。因此，虽然生物炭在废水处理和土壤修复中得到了广泛的应用，并在改善抗生素的毒理作用方面显示出巨大的潜力，但应考虑其负面影响，并对其进行系统的评估。
该研究以“Effects of tetracycline on nitrogen and carbon cycling rates and microbial abundance in sediments with and without biochar amendment”为题，发表在国际学术期刊Chemosphere。论文连接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.129509
图. 潜在硝化速率、潜在反硝化速率、CO2和CH4排放速率的响应
