《Process Safety and Environmental Protection》：Critical review on strategies for the removal of antibiotics from water and wastewater: Present situation, Challenges, and Perspective
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摘要水和废水中的抗生素残留物经传统处理无法完全去除，可能导致生态效应和抗菌素耐药性的选择。本综述批判性地比较了化学、物理、生物、植物修复和综合策略，重点关注机制、报告性能、工程限制和风险相关终点。在优化条件下的选定研究中，高级氧化工艺实现了 70–100% 的母体化合物降解；
摘要
水和废水中的抗生素残留物经传统处理无法完全去除，可能导致生态效应和抗菌素耐药性的选择。本综述批判性地比较了化学、物理、生物、植物修复和综合策略，重点关注机制、报告性能、工程限制和风险相关终点。在优化条件下的选定研究中，高级氧化工艺实现了 70–100% 的母体化合物降解；吸附实现了约 74% 至 99% 以上的去除率；纳滤和反渗透实现了 88–98% 的截留率；吸附膜达到了 99.7% 的去除率。生物处理结果 variability 较大：一项好氧 - 微好氧反应器研究报告称抗生素类别去除率为 39.7–92.7%，而一项全规模人工湿地研究报告称去除率为 9.0–53.8%。这些数值描述了不同的化合物、基质、规模、操作条件和终点，不应被解释为可直接比较的技术基准。因此，我们区分表观去除、截留和相转移与降解、矿化、毒性降低和抗生素抗性基因减弱。文献综合支持基于污染物特性、处理目标、基质耐受性、成本和能耗、剩余流管理、可扩展性以及抗性和毒性风险控制而定性的技术选择矩阵和决策框架。总体而言，吸附和膜工艺提供快速分离，但需要管理废介质或浓缩物；氧化工艺可以转化难降解抗生素，但可能产生转化产物；生物和基于自然的工艺提供低能耗处理，但仍对废水和操作条件敏感。因此，当必须满足多个性能和风险目标时，特定场景的混合处理工艺链是最可辩护的。
引言
新兴污染物 (ECs) 是通过工业、家庭和农业活动释放到环境中的有害物质 (Yuan 等，2023)。该概念于 2003 年在《环境科学与技术》中提出 (Glüge 等，2016)。此后，研究越来越多地考察了它们的环境归趋、生态毒性和人类暴露风险 (Field 等，2006, Geissen 等，2015, Reid 等，2023, Snow 等，2020)。目前尚无普遍接受的国际分类。美国环境保护署将 ECs 定义为释放到环境中的有毒或有害化学物质 (Gogoi 等，2018)。这些化学物质可能表现出生物毒性、持久性或生物蓄积，尽管监管有限或缺失，仍可能对生态或人类健康构成重大风险。图 1 总结了代表性类别及其在不同国家的分布。与传统污染物相比，ECs 包含多样化的结构并表现出异质的环境行为，在其归趋和毒理学效应上增加了额外的不确定性 (Lei 等，2023)。由欧盟委员会于 2005 年建立的 NORMAN 网络 (Schnoor, 2003)，已确定了 1036 多种 ECs。表 1 总结了官方中国政府文件中确定的新兴污染物 (China outlines, 2022)，其中抗生素被强调为一个重要组别，并为以下讨论提供了焦点。
章节摘要
抗生素和抗性基因的概念、类型和特征
抗生素最初被认为是具有抗菌活性的微生物代谢产物，尽管相关化合物现在是通过天然生产、半合成或化学合成获得的。在环境相关浓度下，某些抗生素也可在微生物种内或种间充当信号分子 (Barathe 等，2024)。自发现青霉素 (PCN) 以来，通过筛选、半合成，
主要抗生素类别的结构分类和环境相关性
抗生素可根据其来源、作用谱、作用方式或化学结构进行分类。对于环境评估，基于结构的分类特别有用，因为分子结构影响酸碱形态、溶解度、金属络合、吸附和转化 (Harrower 等，2021)。第 2 节总结的发生研究经常报告 β-内酰胺类、大环内酯类 (MCs)、氟喹诺酮类 (FQs)、四环素类 (TCs) 和磺胺类
抗生素去除方法
抗生素在环境中的持久性有利于抗生素抗性基因 (ARGs) 和抗生素抗性细菌 (ARBs)，从而有助于生态和公共卫生风险 (Kümmerer, 2009, Murray 等，2024)。传统混凝和沉淀并不能持续去除许多新兴污染物，废水排放仍然是进入受纳水体的重要途径 (Li 等，2023a, Li 等，2024b)。化学、物理、生物和综合方法
不同方法的成本分析
上述大多数研究是在实验室规模下进行的，报告的成本稀疏且难以比较。估算取决于功能单位、废水基质、处理目标、规模、设备寿命、劳动力、材料、能源价格、税收和区域条件。因此，以下是说明性案例研究，而不是可直接比较的技术基准。
生命周期成本评估可以包括资本支出、运营成本、环境
基于文献的抗生素去除技术综合和决策框架
尽管已报道了多种抗生素去除技术，但直接比较仍然困难，因为研究在抗生素类别、初始浓度、废水基质、反应或接触时间、材料剂量、能源输入和评估终点方面存在差异。基于表 3、表 4、表 5、表 6、表 7 中总结的证据，本综述将报告的研究结果组织成基于文献的定性技术选择矩阵 (表 8)。该矩阵比较了去除或
未来展望
抗生素去除研究取得了重大进展，但从实验室研究到可靠且经济可行的全规模处理仍然困难。减少抗生素排放和耐药相关风险是全球优先事项。因此，未来的工作应从孤立的性能优化转向特定技术的验证、标准化报告以及跨处理和风险终点的整合。
对于高级氧化工艺，
结论
抗生素是广泛在废水和水生环境中检测到的新兴污染物。其在传统废水处理中的去除不完全、持久性、生态毒性以及对微生物群落施加选择压力的能力，可能促进抗生素抗性细菌和 ARGs 的富集和传播，造成长期的生态和公共卫生风险。因此，减少抗生素残留和减轻耐药相关风险对于可持续
CRediT 作者贡献声明
潘伟： 写作 - 回顾与编辑，调查。周瑞武： 写作 - 原稿。赵瑞哲： 概念化。陈宾锐： 监督，项目管理。余平： 概念化。黄伟超： 调查。唐瑞： 写作 - 回顾与编辑，资源，方法论，资金支持，概念化。陈丽蓉： 数据整理。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：唐瑞报告称获得了广西民族大学的财务支持。唐瑞报告称与广西民族大学存在包括资助拨款在内的关系。唐瑞报告称与广西壮族自治区自然科学基金存在包括资助拨款在内的关系。如果有其他作者，他们声明没有已知的竞争性财务
致谢
本工作得到了广西民族大学人才引进科研启动基金 (2024KJOD207)；广西壮族自治区自然科学基金青年科学基金项目 (2025GXNSFBA069126)；广西青年英才支持计划 (GXYESS2025098)；以及大学生创新创业训练计划 (S202510608270 和 S202510608274) 的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能出现在
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