氯-紫外联合消毒工艺中消毒剂投加量对抗生素耐药性控制的非线性效应研究

本文揭示了Cl2-UV（氯-紫外）联合消毒工艺中消毒剂剂量与抗生素耐药基因（ARGs）控制的复杂关系：虽然提高UV辐照量能有效降低ARGs绝对丰度，但过量氯剂量会通过促进水平基因转移（HGT）导致多重耐药基因（MRGs）等相对丰度上升。研究为饮用水处理中优化消毒参数提供了关键科学依据。

　　

Highlight

本研究首次系统评估了Cl₂-UV（氯-紫外）联合消毒工艺中消毒剂剂量提升对抗生素耐药性控制的影响。结果显示：虽然增加消毒剂量能提高抗生素耐药基因（ARGs）的对数去除值（最大达1.82 log），但高氯剂量会显著增加多重耐药基因（MRGs）、氨基糖苷类耐药基因（AmRGs）和磷霉素耐药基因（FRGs）的相对丰度。

关键发现

• UV辐照量与氯剂量对ARGs总相对丰度呈现相反作用：UV降低而氯剂量增加

• 机制差异：高UV促进细菌接合转移（conjugative transfer），高氯剂量更易触发自然转化（natural transformation）

• 健康风险评估表明：提升UV辐照量是控制水中ARGs的更优策略

Conclusion

这项突破性研究揭示了消毒剂量调控的"双刃剑"效应：虽然Cl₂-UV工艺能有效削减ARGs绝对量，但过量氯投加会通过激活水平基因转移（HGT）网络导致耐药性扩散。研究为饮用水厂优化Cl₂-UV工艺参数提供了重要理论支撑，特别建议优先调控UV剂量而非单纯提高氯投加量。