The accrual of microplastics (MPs) and antibiotics poses synergistic threats to the environment. This study systemically examined the effect of environmental-level (μg/L) MPs (90–110 µm) and nanoplastics (NPs, 700 nm) on constructed wetlands (CWs) treating oxytetracycline-contaminated wastewater via metagenomics analysis. Polystyrene (PS) MPs notably hindered the removal of nitrogen, phosphorus, and oxytetracycline, particularly at high level (1000 μg/L), with removal rates of 73.34 %, 59.59 %, and 99.34 %, respectively. Among them, the removal of NH4+-N decreased the most in comparison to CK, at 15.26 %. Antibiotic resistance genes (ARGs) copies/16S rRNA ranged from 0.26 to 0.42 in CWs, exceeding that found in rivers by a factor of 1.5 to 2.5 times. The relative abundance of multidrug resistance genes (mdtB, acrB, mexF, mdtC, and mexT) and tetracycline resistance genes (txtA, tetG, and tetP) exhibited a pronounced increase under MPs exposure, ranging from 0.06 to 0.14 and 0.01 to 0.08 copies/16S rRNA, respectively. Redundancy and network analyses emphasized robust associations among contaminant reduction, ARG abundance, and microbial community. Partial least squares path modeling indicated MPs exerted a more profound influence on pollutant removal (coefficient = 0.8194), microbial community (coefficient = 0.3358) and ARGs dissemination (coefficient = 0.6566) compared to NPs. MPs concentrations significantly affects pollutants removal and ARGs proliferation, and MPs with larger sizes amplified ARG dissemination. This research highlights the influence of MPs on CW-mediated wastewater treatment and ARGs accumulation, offering valuable insights for developing ecological wastewater treatment strategies tailored to multi-pollutant scenarios. These insights are fundamental in developing sustainable solutions to the adverse impacts of MPs on ecosystems.

中文翻译：

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微塑料浓度和大小对人工湿地污染物去除和抗生素耐药性基因 （ARG） 产生的影响：宏基因组学见解


微塑料 （MP） 和抗生素的积累对环境构成协同威胁。本研究通过宏基因组学分析系统检查了环境水平 （μg/L） MP （90-110 μm） 和纳米塑料 （NPs， 700 nm） 对处理土霉素污染废水的人工湿地 （CW） 的影响。聚苯乙烯 （PS） MPS 显著阻碍了氮、磷和土霉素的去除，尤其是在高浓度 （1000 μg/L） 时，去除率分别为 73.34 %、59.59 % 和 99.34 %。其中，与 CK 相比，NH4+-N 的去除率下降幅度最大，为 15.26 %。CW 中的抗生素耐药基因 （ARGs） 拷贝/16S rRNA 范围为 0.26 至 0.42，比河流中的抗生素耐药基因 （ARGs） 拷贝高出 1.5 至 2.5 倍。多药耐药基因 （mdtB、acrB、mexF、mdtC 和 mexT） 和四环素耐药基因 （txtA、tetG 和 tetP） 的相对丰度在 MPs 暴露下表现出显著增加，分别为 0.06 至 0.14 和 0.01 至 0.08 拷贝/16S rRNA。冗余和网络分析强调了污染物减少、ARG 丰度和微生物群落之间的稳健关联。偏最小二乘路径模型表明，与 NPs 相比，MPs 对污染物去除 （系数 = 0.8194）、微生物群落 （系数 = 0.3358） 和 ARGs 传播 （系数 = 0.6566） 的影响更深远。MPs 浓度显著影响污染物去除和 ARGs 增殖，尺寸较大的 MP 放大了 ARG 的传播。本研究强调了 MP 对 CW 介导的废水处理和 ARGs 积累的影响，为制定针对多污染物情景的生态废水处理策略提供了有价值的见解。 这些见解对于制定可持续解决方案以应对 MP 对生态系统的不利影响至关重要。