柠檬酸辅助纳米零价铁超声强化Fenton系统高效灭活废水中大肠杆菌O157:H7的机制研究

（编辑推荐）本研究创新性地将超声(US)与纳米零价铁(nZVI)/柠檬酸(CA)体系联用，构建US/nZVI/CA协同系统，15分钟即可使大肠杆菌O157:H7降低4.31 log CFU/mL。通过FT-IR、CLSM等技术证实该系统通过促进Fe2+释放、增加•OH/•O2?生成，破坏细胞膜完整性并导致胞内物质泄漏，为水媒病原体防控提供了绿色高效的解决方案。

　　

亮点
• US/nZVI/CA系统展现显著协同效应，灭活效率达4.31 log CFU/mL
• 超声促进Fe(II)[Cit]^?复合物形成，提升•OH/•O₂^?产率
• 细胞膜双屏障功能被破坏，核酸/蛋白质大量泄漏
• CLSM活死染色显示细菌活性显著降低

材料与菌种培养
柠檬酸(CA)和纳米零价铁(nZVI，50nm)购自上海麦克林生化科技有限公司。大肠杆菌O157:H7 ATCC 35150于LB培养基中37℃培养至稳定期，PBS缓冲液洗涤备用。

不同系统对大肠杆菌的灭活效果
单独CA、nZVI处理15分钟效果有限（<0.5 log CFU/mL），而US/nZVI/CA联用组灭活效果提升13倍（p<0.05）。自由基清除实验证实•OH和•O₂^?是关键作用因子。

结论
该研究构建的协同系统通过物理-化学联合作用机制，不仅高效破坏细菌结构，更为应对抗生素耐药性挑战提供了新思路。磁性nZVI的可回收特性使其具备规模化应用潜力。