A simple, environmentally friendly and cost-effective method has been developed to synthesize silver nanoparticles (AgNPs) using tea leaf extract. We have studied the effects of the tea extract dosage, reaction time and reaction temperature on the formation of AgNPs. The AgNPs were synthesized using silver nitrate and tea extract, and the reaction was carried out for 2 h at room temperature. The synthesized AgNPs were characterized using transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analyzer, and zeta potential analyzer. The synthesized AgNPs were nearly spherical, with the sizes ranging from 20 to 90 nm. FT-IR spectral analysis indicated the tea extract acted as the reducing and capping agents on the surface of AgNPs. Furthermore, the study of silver ion release from the tea extract synthesized AgNPs showed a good stability in terms of time-dependent release of silver ions. In addition, the antibacterial activity of AgNPs was determined by monitoring the growth curve and also by the Kirby-Bauer disk diffusion method. Due to the larger size and less silver ion release, the AgNPs synthesized by tea extract showed low antibacterial activity against Escherichia coli.

Abstract Wastewater treatment plants (WWTPs) are the hotspots for the spread of antibiotic resistance genes (ARGs) into the environment. Nevertheless, a comprehensive assessment of the city-level and short-term daily variations of ARG surveillance is still lacking in WWTPs. Here, 285 ARGs and ten mobile gene elements (MGEs) were monitored in seven WWTPs in Xiamen via high-throughput qPCR (HT-qPCR) for seven days. The average daily load of ARGs to WWTPs was about 1.21 × 10 20 copies/d, and a total of 1.44 × 10 18 copies/d was discharged to the environment across the entire city. Interestingly, no daily variations were observed in ARG richness, abundance, and community composition. Stochastic processes were the main force determining the assembly of ARG communities, with their relative importance ranked in the order of influent (INF) > effluent (EFF) > activated sludge (AS). Further analyses indicated that bacteria and ARGs from upstream treatment units played an increasingly dominant role in shaping ARG communities in AS and EFF, respectively, suggesting the importance of mass-immigration of bacteria and ARGs from the source on ARG transport in wastewater treatment units. This emphasizes the need to revise the way we mitigate ARG contamination but focus on the source of ARGs in urban wastewater.

Abstract Despite the growing awareness of antibiotic resistance genes (ARGs) spreading in the environment, there is a knowledge gap on the fate and transport of ARGs in particle-attached (PA) and free-living (FL) lifestyles in deep freshwater ecosystems experiencing seasonal hydrological changes. Here, we examined the ARG profiles using high-throughput quantitative PCR in PA and FL lifestyles at four seasons representing two hydrological seasons (i.e., vertical mixing and thermal stratification) in the Shuikou Reservoir (SR), Southern China. The results indicated that seasonal hydrological dynamics were critical for influencing ARGs in PA and FL fractions, and the transition of ARGs between the two lifestyles. Although both PA and FL ARG profiles were likely to be shaped by horizontal gene transfer, PA and FL ARGs had different responses to the changes in physico-chemicals (e.g., nutrients and dissolved oxygen) caused by seasonal hydrological dynamics. The particle-associated niche (PAN) index revealed that there were 94 non-conservative ARGs (i.e., no preferences for PA and FL), 23 conservative ARGs that preferred PA lifestyle, and 16 conservative ARGs for FL lifestyle. A sharp decline in the number of conservative ARGs in stratified seasons suggests a hydrological dynamics-dependent transition of ARGs between two lifestyles. Remarkably, the conservative ARGs (in PA or FL lifestyle) were more closely related to bacterial OTUs in their preferred lifestyle compared to their counterpart lifestyle, suggesting a lifestyle-dependent ARG enrichment. Altogether, these findings enhance our understanding of the role of seasonal hydrological changes in the dissemination of ARGs in different size fractions in deep aquatic ecosystems.

The analysis of kinetic energy spectrum and dissipation mechanisms plays a crucial role in both theoretical examination and real-world implementations within compressible turbulent flows. The previous works within the near-dissipation range are conducted within the framework of incompressible turbulent flow dynamics. We investigate the kinetic energy spectrum and transfer within the near-dissipation range of compressible isotropic turbulent flows via highly resolved direct numerical simulations with different turbulent Mach numbers (Mt). We found that in compressible turbulent flows, the kinetic energy spectrum model is significantly influenced by the turbulent Mach number, with a more pronounced tail as the turbulent Mach number increases. Within the near-dissipation range, there exist strong local spatial fluctuations of the kinetic energy flux with the increase in grid resolution. The viscous dissipation can be decomposed into solenoidal and dilatational components, and its dilatational component leads to stronger intermittency within the near-dissipation range. Besides, the high turbulent Mach number also leads to a stronger dissipation, which serves as an alternative factor for the high intermittency within the near-dissipation range in compressible turbulent flows. The uncovered high intermittency provides a theoretical foundation for the prediction of intense events and the development of turbulent modelings.

Direct numerical simulation of the shock wave/turbulent boundary layer interaction on a compression ramp and curved compression ramps with different radii of the curvature at the Mach number Ma=5.0 and Reynolds number Re=16 800/mm is performed, and the purpose of the study is to investigate the impact of different radii of the curvature on the development of the flow. The flow structure and turbulence properties are analyzed. As the curved angle radius increases, the range of flow deceleration and the impact of the shock wave interaction on the turbulent boundary layer gradually decrease, and the peak value of turbulent pulsation amplification in the interaction zone becomes smaller. Mean skin friction decomposition is carried in upstream undisturbed region and reattachment region. The skin friction coefficient in the upstream is primarily composed of the viscous dissipation term Cf,V and the turbulent kinetic energy production term Cf,T. While in the reattachment zone, it is mainly balanced by the term Cf,T and the spatial growth term Cf,G. Bidimensional empirical mode decomposition is applied to further study the contribution of the turbulent motion at different scales to Cf,T, and the result shows that for the compression ramp, Cf,T is mainly contributed by the large-scale vortex structure generated in the interaction zone, while for the curved compression ramp, it is mainly contributed by the rapid amplification of turbulent pulsations caused by the shock wave interaction. This study is not only a new parametric study of the shock wave/turbulent boundary interaction but also provides a reference for the aerodynamic design of hypersonic vehicles.