综述:医院废水中抗生素耐药细菌灭活、耐药基因及抗生素降解研究

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Hazardous Materials 12.2

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  这篇综述系统比较了医院废水处理中消除抗生素耐药菌(ARB)、降解耐药基因(ARGs)及抗生素残留的各种方法,强调高级氧化工艺(AOPs)等创新技术对遏制抗生素耐药性(AR)传播的关键作用,为公共卫生和环境保护提供了科学依据。

  

Abstract

抗生素耐药性(AR)是全球公共卫生的重大挑战。医院废水作为AR传播的关键载体,其处理技术对遏制耐药性扩散至关重要。本文综述了氯消毒、紫外线(UV)辐射、臭氧氧化及高级氧化工艺(AOPs)等方法在消除ARB、降解ARGs和抗生素方面的效能。传统氯消毒虽广泛应用,但存在副产物风险;UV和臭氧因其高效性和低环境负荷成为优选;而AOPs通过自由基反应展现了卓越的降解潜力,尤其适用于复杂耐药基因的清除。

Introduction

抗生素的广泛使用导致医院废水中ARB和ARGs浓度显著高于市政污水。这些污染物通过水平基因转移(HGT)加速耐药性传播,威胁生态环境和人类健康。研究指出,医院废水中常见的多药耐药菌(MDRB)如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌,可通过质粒介导的接合作用快速扩散耐药基因。

Methods for Eliminating ARB and Degrading ARGs

氯消毒:自19世纪沿用至今,但可能产生致癌副产物如三卤甲烷(THMs)。
UV辐射:通过破坏DNA结构灭活微生物,但对ARGs降解有限,常需与过氧化氢联用。
臭氧氧化:强氧化性可无差别降解有机物和微生物,但能耗较高。
AOPs:如光芬顿(Photo-Fenton)和电化学氧化,通过羟基自由基(·OH)高效降解抗生素和ARGs,尤其适用于难降解化合物。

Unintended Consequences of Disinfection

部分处理方法可能诱导细菌应激反应,反而促进ARGs转移。例如,亚致死剂量UV辐射会激活细菌SOS修复系统,加速质粒接合。

Environmental Impact

AOPs和臭氧处理能显著减少抗生素生态毒性,但需平衡处理成本与效益。欧盟《1774/2002法规》强调医院废水预处理必要性,以降低ARB向自然水体的排放。

Conclusions

综合比较表明,AOPs在AR控制方面最具前景,未来需优化工艺参数并开展长期生态风险评估。

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