温室蔬菜生产受到导致植物根部疾病的病原体的显着影响。这些疾病在水培蔬菜生产中越来越成问题。现代蔬菜生产设施中的标准商业实践重复使用营养液以降低成本，或在农村地区使用防空水进行温室灌溉。这种循环水的做法可能引入或传播病原体。一旦病原体污染水系统，它们就会迅速扩散并导致产量大幅下降。已经使用了水过滤器，但是没有有效地杀死真菌和细菌。因此，迫切需要更好的水处理解决方案来管理植物疾病，特别是对于水培种植的蔬菜。大量研究证明了银离子（Ag +）和银基化合物对各种有害微生物的消毒效果。在本文中，我们提出了一种基于三维（3D）银纳米粒子（AgNP）涂层基材的新型过滤材料，用于水处理。我们制备了AgNP包覆的活性炭材料，并测试了它们对抗植物病原细菌和真菌孢子的抗微生物功效，例如假单胞菌属（Pseudomonas sp。）和镰刀菌属（Fusarium sp。）。然后，我们在动态流量设置中进行了大规模测试，并评估了过滤器对腐霉的影响水培黄瓜的根腐病控制。结果表明，在实验室中，3D涂层的杀灭效率大于95％，并且在AgNP-AC过滤处理中黄瓜植株没有根感染。所开发的技术被认为是一种非常有效的方法，并且具有在温室中用于管理植物根病的巨大潜力。

 

关键词

水过滤; 植物病害管理; 温室蔬菜生产; 银纳米粒子; 活性炭; 温室病原体; 抗菌过滤器; 水培系统

介绍

根系疾病在水培蔬菜生产中越来越成问题，因为病原体一旦进入水系统就会迅速扩散并导致农产品的产量损失。高度破坏性的植物病害，如疫霉病晚疫病，由于它们存在于农田和家庭菜园中，已成为温室番茄的重大风险。病原体通常从用于温室灌溉的独立水中引入。现代蔬菜生产中的标准做法使用再循环营养液，通过在整个温室中传播来自受感染植物的疾病来进一步增加风险。Hong和Moorman [ 1 ]指出植物病原体在灌溉水中的挑战和机遇。斯图尔特 - 韦德[ 2]报道了商业植物苗圃和温室中再生灌溉水中植物病原体的检测和管理。各种技术已经被应用于治疗在温室中回收的营养液，其中包括热处理，臭氧处理，紫外线消毒器，H 2 ö 2处理，生物过滤器[ 1，2 ]。生物过滤器在温室中用于治疗再生营养液，但它们的主要目的是氨转化为氮的气体和除去二氧化碳和各种有机污染物，以较少的内置机制设计用于除去病原体[ 3，4]。在水培种植的蔬菜领域中，植物疾病管理需要更好的水处理解决方案。

银纳米颗粒（AgNP）的直径范围在1nm和100nm之间。多年来，银离子（Ag +）已被研究用于各种有害微生物的消毒，因为它们具有多种抑制模式。Safavi等。[ 5 ]报道纳米银可以去除植物组织培养基中的细菌污染物。Dibrov等人。[ 6 ]表明，低浓度的Ag +会引起大量的质子泄漏并导致高度的霍乱弧菌死亡。Mazurak等。[ 7 ]说明了镀银敷料如何帮助治愈皮肤伤口。Maiti等。[ 8 ]和Zahir等人。[ 9]表明AgNP可以通过使用环保型还原剂合成：红番茄汁和大戟匍匐叶。Tuan等。[ 10 ]提出了一种改进的声电沉积技术，用于制造无毒的纳米银胶体。Karumuri等。[ 11 ]讨论了将AgNP涂覆到通过接枝碳纳米管以增加比表面积而制造的分层结构上。里希特等人。[ 12 ]解释了注入银离子并涂有阳离子聚电解质层的木质素纳米粒子的设计，阳离子聚电解质层是银纳米粒子的可生物降解和环境友好的替代品。

最近，已发表了几篇关于使用银纳米颗粒（AgNPs）抗植物病原真菌的有希望的报道。Jo等人。[ 13 ]和Kim等人。[ 14 ]显示各种形式的银离子和纳米粒子分别杀死两种植物病原真菌：Bipolaris sorokiniana和Magnaporthe grisea，Raffaelea sp。，以及其他八种植物病原真菌[ 15 ]。Lamsal等。[ 16 ]在现场试验中证明，在黄瓜和南瓜疾病爆发之前和之后，100ppm的银纳米颗粒达到最高抑制率。Nasrollahi等。[ 17 ]研究了AgNP对杀灭真菌（白色念珠菌）的影响）和酵母（酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae））。为防止AgNP泄漏，Karumuri等。[ 18 ]和Tuan等人。[10]提出在多孔碳结构上涂覆AgNP。关于AgNPs的抗微生物作用，合成，医学应用和毒性作用的综述文章发表于2012年[ 19 ]。除了AgNPs，Wani等。[ 20 ]表明氧化锌（ZnO）和氧化镁（MgO）纳米粒子也表现出抗真菌作用。该机制和合成的AgNPs作为替代农药的应用前景进行了评述[ 21，22 ]，但已经有一些尝试利用AgNP技术的实际应用。

在本文中，我们介绍了使用AgNP涂层基材开发新型水过滤材料的程序。另外，我们在体外和生长室试验中显示了处理过的滤器基质的功效评估结果。使用最先进的设备（即透射电子显微镜，TEM）表征基底。我们随后评估了设计的过滤器对常见细菌和真菌病原体的体外抗真菌作用。由于灌溉水中有许多植物病原体[ 1 ]，它们可以引起各种温室蔬菜的疾病，我们几乎不可能测试所有的病原体。在这项研究中，我们选择了细菌Pseudomonas sp。，Paenibacillus sp。和真菌Fusarium oxysporum 作为示例，显示我们设计的生物过滤材料的抗菌效果。

材料和方法

样品制备和表征

在过去的几十年中，活性炭（AC）已经成功地用于水净化，作为廉价且有效的过滤材料。我们将银的抗菌性能与活性炭的吸收性能和大表面积相结合，用于水净化，以杀死感染温室作物的细菌和真菌。考虑到AC的具体特性，将其用作选择的涂覆有银纳米颗粒的过滤材料。较大的保水剂颗粒-两种类型的AC的材料进行了测试®从烟煤，用水（尺寸0.6 - 2.36毫米）1500（雅可比）; 和较小直径AC - CR1230C-AW（碳资源制造商），从椰子壳，酸洗（大小0.6-1.7毫米）。

我们评估了两种涂层方法，单涂层和双涂层，以确定哪种涂层方法具有更好的杀灭效果。根据以下方案进行样品制备：

单涂层：测试一系列AgNP浓度以确定最佳浓度。将不同浓度（3,8,11,17,20,23 和33g L -1）的AgNO 3溶液（3mL）与2g活性炭混合，轻轻摇动并放置过夜以渗透到孔隙中并经历吸收由碳颗粒。然后除去溶液的残余物，并且在用于Ag +检测的分析反应中使用10％HCl 以证明所有银离子都被吸收而没有留在溶液中。将3毫升NaBH 4溶液（5克L -1）加入上述AC中以引发还原反应[ 23]]，并均匀摇晃。然后使用去离子（DI）水洗涤样品。

双涂层：使用单个涂覆的样品作为前体。将2克（湿重）预先涂覆的样品与1.6mL的AgNO 3溶液（10.8g L -1浓度）混合。轻轻摇动样品并在室温下放置1小时。然后使用去离子水洗涤样品。将总共​​1.6mL NaBH 4（6g L -1）溶液快速加入到样品中并摇动直至气泡消失。然后用去离子水洗涤样品三次并处理除去任何剩余的液体。

评估了三种类型的样品干燥处理：（a）用移液管除去液体; （b）在真空下冷冻干燥; （c）在烘箱（60℃）中干燥2-4小时。将不含AgNO 3的 DI水与AC混合作为对照。

使用标准方法表征涂覆的材料，包括扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射分析。

SEM：将 AgNP处理的活性炭颗粒安装在短柱上，在室温下在黑暗中风干，然后在Leica EM SCD005中用蒸发碳涂覆。用场发射扫描电子显微镜（JEOL 6301F）观察样品。

TEM：将用AgNP预处理的AC样品风干并包埋在塑料中。使用玻璃刀制造薄切口（80-100nm）以从该基底提取样品切片。使用Philips-FEI Morgagni 268仪器拍摄TEM图像，在80kV下操作。

X射线：在Rigaku Ultima IV粉末X射线衍射仪上进行衍射分析。将样品在室温下风干，并以与SEM成像相同的方式制备。

ICP-MS：使用ICP-质谱法检测滤液中的银（Ag +）离子。将样品（0.5g）与2mL去离子水混合并摇动过夜。随后，将溶液通过0.22μm微孔过滤器过滤以除去残余的碳，然后测试Ag +。

评估开发的过滤材料

常见的真菌病原体，Botrytis sp。，Fusarium spp。，Pythium spp。，Rhizoctonia sp。和Sclerotinia sp。从温室黄瓜，莴苣，西红柿和辣椒中收集细菌（假单胞菌属）。将感染的植物组织在0.5％漂白剂中表面消毒，在无菌蒸馏水中漂洗并置于马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）上。通过单孢子/单菌落培养技术纯化真菌/细菌分离物，并在4℃下储存。

筛选试验

在实验室规模下针对酵母细胞培养物（酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae））测试AgNP处理的AC样品的初步功效，以确定最佳干燥条件和不同处理持续时间的最佳AgNP浓度以及AC材料的选择。将一个2日龄酿酒酵母培养物的菌落从酵母提取物蛋白胨 - 葡萄糖（YPD）琼脂平板转移至100mL YPD肉汤中，并在摇床中以180rpm在30℃温育24小时。稀释1mL（OD 600= 0.1）将过夜生长的酵母培养物加入到含有0.5g AgNPs-AC（湿重）的20mL小瓶中。将混合物摇动3至24小时，然后将100μL培养物涂布在YPD琼脂平板上，复制并在30℃温育24小时，计数每个平板的菌落并记录。

AgNP-AC对抗致病菌和真菌（旋转试验）

用银纳米颗粒（20g L -1或23g L -1）处理的活性炭按照Karumuri等人描述的方法评价它们对细菌假单胞菌属和真菌尖孢镰孢的作用。[ 18 ]。将0.5g每种样品加入到5mL孢子悬浮液中（约3×10 6孢子mL -1）在试管中。用水处理的AC作为对照。将管在摇床上以200rpm在室温下孵育。在分别生长1小时和24小时后，将一滴（10μL）培养混合物接种到PDA平板上，每次处理用四个平板。然后将平板在25℃下在培养箱中温育3天，计数每个平板的菌落并记录以计算过滤材料的杀灭效率。根据对照板上细菌的CFU计数计算菌落形成单位（CFU）效率的减少百分比：

效率（％）=（控制CFU - 治疗CFU）/控制CFU * 100（1）

AgNP-AC抗细菌（小规模过滤试验）

较小尺寸的碳（CR1230C-AW）具有较大的累积表面积，并且在旋转测试中对小样品显示出更好的结果，因此我们将其用于过滤测试。使用与旋转测试相同的方案进行样品制备。使用细菌Paenibacillus polymyxa进行动态流动过滤测试，所述细菌Paenibacillus polymyxa在形态上不同于其他细菌，未处理的AC作为对照。在圆柱形柱（100mL）中填充用单层或双层AgNP预处理的活性炭（CR1230C-AW）。使用以下系统进行放大测试以进行动态测试（图1）。细菌（Paenibacillus）悬浮液用约10 5 CFU / mL的浓度在70-75毫升h的流速通过该柱过滤-1。该试验非连续进行6天，每天总共进行6小时。在前3天每小时收集滤液，然后在第4天每3小时收集滤液，然后在第5天和第6天每6小时收集滤液。将收集的样品置于PDA平板上，并在孵育两天后计数每板的总CFU。该测试重复三次。根据原始细菌浓度计算抗菌效率的百分比：

效率（％）=（1 - 滤液中的细菌浓度/原始细菌浓度）* 100（2）

使用商业过滤筒对抗细菌的AgNP-AC

在最后的放大过滤测试中，我们使用商业过滤筒并用我们开发的AgNP-AC材料填充。根据100 mL的动态测试结果，我们选择双涂层材料进行商业规模的放大测试。总共1.7 L AC（CR1230C-AW）用AgNP双涂层，然后填充到商业RFF系列可填充弹药筒（200701,2.5×20英寸，AXEON Water Technologies）中，然后插入超薄线系列过滤器外壳（207296，AXEON Water Technologies）。通过过滤装置过滤浓度为约10 4 CFU mL -1的细菌（类芽孢杆菌）悬浮液。将泵（Mandel Watson 505U）设定为2rpm，流速为约800mL /小时（图2）。每小时收集滤液样品并铺在PDA平板上，将其在黑暗中于25℃温育。电镀后2天计数CFU。将填充有未涂覆的AC（CR1230C-AW）的盒用作对照并使用相同的程序进行测试。使用上述式（2），基于原始细菌浓度计算抗菌效率的百分比。

生长室试验

过滤器的制备：在生长室测试中，我们使用商业过滤筒并用新制备的AgNP双涂层AC材料填充。总共1.7 L AC（CR1230C-AW）用AgNP双涂层，然后填充到商业RFF系列可填充弹药筒（200701,2.5×20英寸，AXEON Water Technologies）中，然后插入超薄线系列过滤器外壳（207296，AXEON Water Technologies）。将填充有未处理的AC的过滤器用作对照。

黄瓜幼苗的制备：将黄瓜种子（'Marketmore'）接种到1英寸岩棉立方体中，并在生长室中在25℃下12小时/ 12小时光照/黑暗温育7天。接种后一周将幼苗移植到4英寸岩棉块中，用营养液浇水并在相同条件下孵育10天。

腐霉菌接种物的制备：将 腐霉菌（Pythium ultimum）在马铃薯葡萄糖琼脂上培养5天。将培养琼脂切成条带，将其转移到含有高压蒸馏的蒸馏水的清洁板中。将平板在25℃在黑暗中温育7-10天，直至形成许多孢子囊。然后将琼脂条混合成细小片并用作营养液的接种物。

处理的应用：将黄瓜幼苗（2周龄）移植到生长室中的椰子椰壳板中，所述生长室在24℃/ 20℃，16h / 8h光照/黑暗下编程。用以下处理的营养液（NS）灌溉植物（1）用腐霉孢子/菌丝体污染的NS ，通过AgNPs处理的AC过滤器过滤，10株植物; （2）NS被腐霉孢子/菌丝体污染，通过AC过滤器过滤而无需AgNPs处理，10株植物。还包括两个额外的对照（1）受腐霉污染的NS孢子/菌丝体，无过滤，阳性对照，五种植物和（2）清洁NS，无过滤，阴性对照，五种植物。每个槽每个板有五个植物。第一周将饲喂系统设置为每株植物每天500mL水，然后每株植物每天增加至1L。

数据收集：每周观察植物生长。在实验结束时（移植到室中后4周）记录生物量和根腐病。

结果

预筛选AgNP杀灭功效

由于我们正在开发一种处理温室水的技术，所以常见的温室微生物都应该用于测试。在这项研究中，我们选择了一系列不同的微生物（酵母，真菌和细菌），以显示AgNPs在杀死威胁温室蔬菜生产的任何类型的生物物种方面的广泛适用性。为简单起见，我们测试了酵母（Saccharomyces cerevisiae）以获得用于优化合成的初步数据。

在我们的研究中，评估多种浓度的AgNP对酵母酿酒酵母的效力随着银浓度从3g L -1增加到23g L -1而增加（数据未在此显示），并且随后当浓度进一步升高时随后降低。显然，由于对AgNP可以沉积在活性炭的有限表面积的限制，可以在给定量的活性炭颗粒上涂覆AgNP的最佳比例。超过此临界密度，额外的AgNP很容易脱落或很容易被清除。根据我们的实验结果，当AgNPs的浓度达到33 g L -1时，效率急剧下降。在浓度为20-23g L -1时达到最佳功效因此，选择作为测试其他病原体（假单胞菌和镰刀菌）的范围。

确定治疗持续时间

时间（治疗持续时间）是影响过滤材料的抗微生物功效的另一个重要因素。虽然20至24小时的治疗产生了极好的结果，但更短的时间没有（数据未在此处显示）。因此，我们测试了另一种具有较小粒径和较大表面积的AC材料以解决该问题。增加银暴露的另一种方法是通过第二次涂覆材料。结果表明，较小尺寸的碳具有更好的细胞杀伤效力。而较大尺寸的AC需要20至24小时的处理，而使用较小的AC颗粒则需要3小时。具有较小粒径的碳的较大表面积可以容易地解释这种现象。第二涂层也改善了较大尺寸AC的结果，但较小的AC-AgNP仍然显示出更好的结果。

表征AgNP涂层AC

扫描电子显微照片（SEM）显示AgNPs的分布在活性炭的表面和内部孔中非常均匀（图3a和4b），而在未处理的AC上没有发现AgNP（图3b和4a）。在多孔区域内可以找到不同尺寸的AgNP（图3c）（图3d）或者可以聚集（图3e）以形成更大的颗粒（图3f）。具有双层和单层涂层的显微照片样品表现出相似的外观（图3和4））。较小和较大尺寸AC的样品之间没有明显差异（在两种情况下我们使用相同浓度的银涂覆它们）。X射线衍射分析证实在处理过的活性炭的表面上存在AgNP（图4d），并且在未处理的AC上未发现AgNP（图4c）。

透射电子显微镜（TEM）图像显示，虽然在制备TEM的切割过程中碳结构被破坏，但AgNP仍然存在于碳的表面和孔隙中（图5）。单涂层和双涂层ACAgNP样品之间没有明显差异。虽然一些AgNP在切割过程中脱落，但从图5d可以看出AgNP如何在AC和塑料边缘保持附着在AC表面上。这些颗粒在20-100nm的范围内，通常为圆形，并且通过具有比碳更高的密度，可以在显微照片上区分。

测试针对植物病原体的过滤材料（旋转测试）

我们的主要目标是开发一种有效杀灭温室水中主要植物病原体的物质。在初步筛选研究（用于杀死酿酒酵母酵母细胞）后，对细菌Pseudomonas sp。进行测试。和真菌Fusarium sp。从温室收集进行。两次（20 g L -1和23 g L -1）AgNP包被的AC 在处理1小时后完全抑制假单胞菌的生长，而AC在处理1小时后显着降低CFU计数并且在24 小时后几乎完全杀死镰刀菌孢子。治疗时间（表1和图6）。

表1：滤液中银的ICP-MS测试结果。

我们的测试结果表明，开发的AgNP-AC材料在实验室的小规模环境中非常成功地杀死致病细菌和真菌物种的活细胞。下一步是在动态流动中测试开发的材料，期望在温室中实施设计（表2）。

表2： AgNPs包被的活性炭对处理1或24小时的假单胞菌和镰刀菌的生物测定，并且还在平板接种和在25℃温育3天后计数。

在动态放大设置中进行测试（过滤测试）

由于较小尺寸的碳（CR1230C-AW）具有较大的表面积并且在小规模上显示出更好的结果，我们选择它用于放大测试。使用与较小规模测试相同的方案进行样品制备。使用细菌类芽孢杆菌作为模型和未处理的AC作为对照进行动态测试。结果显示高达90％的杀灭效率（图7和8）。

使用商业过滤装置进行测试

在放大过滤测试中，我们使用商业过滤筒并用我们开发的AgNP-AC材料填充。结果显示，在第一小时内超过99％的初始细菌群体被杀死，并且用AgNP包被的AC基质持续11小时。过滤30小时后效率保持在97％（图9a）。在对照（没有AgNP涂层的AC基质过滤器）中，观察到细菌在开始时也减少了90％以上，但是在过滤10小时后效率迅速下降到约30％（图9b））因为细菌逐渐阻塞了多孔碳。因此，仅AC滤波器具有非常短的寿命。结果表明，通过杀死粘附在过滤器表面上的细菌，向过滤器基质中添加AgNP可显着提高过滤器寿命和抗菌效率。同样，在过滤水中未检测到Ag +。

生长室试验

在没有过滤的情况下用腐霉污染的NS 浇灌植物四周后黄瓜冠根显示变色，而在没有AgNP处理的AC过滤的植物上观察到轻微变色。在用AgNP-AC处理的NS和对照植物浇水的植物上没有观察到根感染（图10）。该生长室试验表明，过滤处理减少了黄瓜上的腐霉根病，尽管处理之间根感染的差异是温和的。阳性对照植物具有较高的新鲜枝条生物量，但处理间差异不显着（表3）。

表3：生长室试验中黄瓜植物的根感染等级和新鲜生物量（n = 10）。

讨论

纳米技术是科学的一个新兴的领域和在各种医疗手术，包括成像，诊断，治疗剂，药物递送和组织工程[已应用24，25 ]。它在控制环境农业（CEA）方面也具有巨大潜力，这是一种先进和密集的基于水耕的农业[ 26 ]。由于AgNPs具有很强的抗菌/抗真菌特性，因此在农业应用中引起了广泛的研究关注，如减少根病和改善各种植物的生长和健康[ 27]。]。它也可以用来清洁地下水。Argonide公司总部位于美国以外，使用2纳米直径的氧化铝纳米纤维（NanoCeram）作为净水器，可以去除水中的病毒，细菌和原生动物囊肿（http://nanotechweb.org/articles/news/3/4/7 ）。巴斯夫是世界上最大的化学品生产商之一，并将其纳米技术研究基金的很大一部分用于水净化技术。欧洲，亚洲和美洲的许多国家致力于开发用于水净化的纳米级材料[ 26 ]。纳米技术已被用于城市和乡村水处理以去除细菌。设计并评估纳米银涂覆的聚丙烯水过滤器以处理大肠杆菌污染的饮用水[ 28 ]。研究了AgNP涂层材料从地下水中去除细菌[ 29 ]。潜在地，这些纳米材料可以应用于水培生产以控制植物疾病。此外，它们还可用于处理农村地区温室植物灌溉的独木舟水。

我们的研究结果表明，虽然涂有AgNPs的AC可有效杀灭微生物，但样品制备方法具有明显的影响。我们在样品制备中测试了三种干燥方法，并测试了针对酿酒酵母细胞培养物的样品。结果表明，所有三种干燥方法都显示出AgNP处理的AC样品杀死酵母细胞的一些杀伤潜力。然而，与液体移液相比，使用真空或烘箱的样品显示出大大降低的功效。原因是在真空或烘箱干燥过程中涂覆的纳米颗粒从活性炭基材上脱落。此外，使用过度烘烤法可以发生氧化[ 30]。因此，我们选择了移液方法，因为其他两种方法对涂覆的纳米颗粒更加苛刻，产生了不可行的样品。

所开发材料的高抗菌效率表明它可能具有更广泛的应用，包括饮用水过滤。然而，AgNPs对人类的影响仍不清楚。因此，我们设计了另一个实验来检测过滤后AgNPs是否存在于洗脱液中。我们使用ICP-MS检测方法进行检查，并且在对照或样品中未检测到银离子（此处未显示数据）。

基于我们使用酿酒酵母，假单胞菌和镰刀菌的小规模试验，在使用两种单涂层的最初24小时内观察到大尺寸碳的99％杀灭效率和99％至100％的小尺寸碳杀灭效率和双涂层方法。细菌对Ag +比真菌更敏感。一个可能的原因可能是由于细菌是单细胞而镰刀菌具有多细胞孢子和菌丝体。使用类芽孢杆菌进行放大动态流动试验的结果孢子悬浮液显示，在两种情况下（单涂层或双涂层过滤材料），系统分别运行29小时和40小时后，超过95％的细菌细胞和超过80％的细菌细胞被杀死。在测试期间抗菌效率降低（图9）。然而，在整个过滤过程中流速没有显着变化（数据未在此处显示）。已经在生长室测试中证明了所设计的过滤器的杀伤效率。用AgNP-AC处理的营养液浇水的黄瓜植物没有腐霉根腐病，而没有AgNP-AC过滤器处理的植物浇水NS在四周测试期间显示根变色。

关于AgNP的环境后果，到目前为止还没有得出关于AgNP毒性的普遍结论[ 31 ]。在长期暴露于银的人类的唯一副作用是银中毒或皮肤和/或眼睛[的argyrosis 32，33 ]。许多研究表明，只发现离子银的释放是有毒的，但单独释放不能解释毒副作用。在含水条件下，离子银倾向于形成高度稳定的氯化银和硫化银。根据世界卫生组织（WHO）的数据，微量银（0.2 - 0.3μg/ L）在饮用水中的毒性通常可以忽略不计。最近的出版物[ 34]描述了现有数据不足以起草关于AgNP对饮用水影响的基于健康的指南。

总的来说，我们的研究表明，AgNP包被的AC材料在过滤过程中有效地杀死了病原体细胞。虽然具有单涂层或双涂层AC的AC具有相似的细菌杀灭效率，但双涂层AgNP-AC比单一的AgNP-AC材料具有更长的寿命。在放大测试中，我们将3D涂层过滤材料装入空的商用滤芯中并保持恒定的水流量。我们观察到即使在过滤29小时后仍有高达95％至97％的细菌细胞被杀死。我们相信，水处理的商业过滤器可以根据其用水量和污染程度设计，以满足每个温室的要求。

结论

银纳米粒子先前已显示出杀死许多致病微生物的巨大潜力。在这项研究中，我们将其消毒特性与高效，廉价，常用的过滤材料 - 活性炭相结合。我们开发了一种新的过滤材料，以解决温室中水的病原体污染问题。我们在活性炭颗粒上沉积银纳米颗粒的方法允许活性炭的三维涂层，其中纳米颗粒覆盖孔的内表面和外表面，在水过滤期间提供更好的抗微生物效率。该材料的制备很容易，我们的测试表明，病原体杀灭效率可高达90％至99％。我们还在实验室规模设置和100 mL放大动态设置以及商用大尺寸墨盒中测试了材料。在我们的测试中，我们使用了四种不同类型的微生物; 其中三种是温室中的典型病原体：假单胞菌属。（G阴性细菌），尖孢镰刀菌（真菌）和类芽孢杆菌（一种G阳性细菌）。所有测试表明，开发的AgNP-AC在温室蔬菜生产中具有很大的植物病害管理潜力。这种设计可以延伸以杀死其他常见的细菌和真菌细胞/孢子，例如欧文氏菌（Erwinia spp。），疫霉菌（Phytophthora sp。）。和腐霉属，这往往发生在温室蔬菜和灌溉用水。我们的解决方案是克服病原体产生的农药抗性的替代策略，是处理温室污染水以减少与农药相关的健康风险和环境污染的替代策略。

(责任编辑：活性炭网) 织梦二维码生成器