Removal of tetracycline by aerobic granular sludge from marine aquaculture wastewater: A molecular dynamics investigation

四环素 化学 废水 海水 污水处理 四环素类抗生素 环境化学 生物化学 环境工程 生物 生态学 环境科学 抗生素
作者
Peng Hu,Jingyi Shao,Guangsheng Qian,Adeyemi S. Adeleye,Tianwei Hao
出处
期刊:Bioresource Technology [Elsevier BV]
卷期号:355: 127286-127286 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.biortech.2022.127286
摘要

Although biological treatment of marine aquaculture wastewater is promising, the fundamental principles driving the adsorption of tetracycline to microbial cell membrane are not well understood. Using a combination of experiments and molecular dynamics (MD) simulations, the mechanism underlying the biological removal of tetracycline from seawater was investigated. More than 90% tetracycline removal was achieved in an aerobic granular sludge system, with degradation accounting for 30% of total removal. A model of the tetracycline-dipalmitoylphosphatidylcholine lipid bilayers was established to elucidate the transport mechanism of tetracycline from bulk solution to microorganisms' cell membrane. 62% of the driving force for tetracycline adsorption on the cell membrane originated from electrostatic attraction. The electrophilic groups on tetracycline (amino and aromatic groups) were attracted to the phosphate groups in the cell membrane. Sodium ions, which are abundant in seawater, decreased the interaction energy between tetracycline and the cell membrane.
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