劉素梅

（河源污水處理廠 廣東河源 517000）

污水處理廠抗生素抗性基因分布和去除研究

劉素梅

（河源污水處理廠 廣東河源 517000）

在自然選擇的情況下，保持著一定濃度的抗生素環(huán)境，能夠間接地“培養(yǎng)”了很多在抗性基因環(huán)境下生存的細(xì)菌等微生物，它們就具備有了相應(yīng)的抗生素抗性。擁有抗性基因的細(xì)菌大量滋生，對生態(tài)安全和人類生命健康造成巨大的威脅，研究抗性基因的分布和去除，對世界醫(yī)學(xué)研究和保護(hù)人類健康有著巨大作用。筆者從污水處理廠抗生素抗性基因的分布和去除出發(fā)，做一個展望。

污水處理廠；抗生素；抗性基因；分布；去除

抗生素是一種廣泛應(yīng)用于治療和預(yù)防疾病的重要藥物，在醫(yī)學(xué)發(fā)展歷史上有著舉足輕重的地位。在抗生素的使用中，主要用于治療人類和動物治療：人類主要應(yīng)用于治療人類疾病，增加機(jī)體對疾病的抗性；而在動物的抗生素使用過程中，除了常見的動物疾病治療外，還能促進(jìn)動物生長，增強(qiáng)動物機(jī)體性能等?？股卦谏镝t(yī)學(xué)發(fā)展過程中不可取代，然而，近年來隨著人類醫(yī)學(xué)水平的不斷提高，使抗生素被愈發(fā)廣泛使用或者是濫用，從生物自然選擇的角度直接保留了擁有抗性基因的細(xì)菌，使抗性細(xì)菌大量繁殖，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在抗生素的使用過程中，有80%-90%的抗生素沒經(jīng)過人體和動物機(jī)體的吸收，直接排出體外，進(jìn)入大自然。可以這么說，城市的污水處理系統(tǒng)是人類回收和去除抗性基因的第一道防線，污水中含有大量的細(xì)菌微生物和抗生素藥物使用殘留，利用抗生素的去除技術(shù)能夠去除大部分的細(xì)菌和抗性基因，去除率可以達(dá)到95%以上。

1 污水處理廠抗生素抗性基因的分布

污水處理廠接收來自城市各個地方的污水，有來自城市醫(yī)院廢水、病人排泄物、養(yǎng)殖場廢水、寵物醫(yī)院醫(yī)用廢水、動物排泄物、居民使用的抗生素藥物殘留等。在不同的抗生素使用環(huán)境下，檢測出抗生素的濃度不同。

科學(xué)家P r ud e n對部分畜牧養(yǎng)殖場和水產(chǎn)養(yǎng)殖場的廢水和就近的河流進(jìn)行抗生素的檢測，發(fā)現(xiàn)了四環(huán)素類抗生素和磺胺類抗生素大量存在，部分廢水和流域達(dá)到5.0×107co p i es/mL，而沿著河流流域和養(yǎng)殖場周圍進(jìn)行相關(guān)的檢測發(fā)現(xiàn)，在養(yǎng)殖場的河流流域內(nèi)，四環(huán)素類抗生素和磺胺類抗生素含量均在一個數(shù)量級單位內(nèi)，相反，離開流域，四環(huán)素類抗生素和磺胺類抗生素含量均下降了三個數(shù)量級單位以上。可見，水流是抗生素抗性基因的傳播來源。

科學(xué)家A u e rba c h的研究中發(fā)現(xiàn)，污水處理廠的抗性基因含量極高，抗性基因數(shù)目可達(dá)到數(shù)十種，四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類、磺胺類以及其他抗生素基因都有大量存在。當(dāng)然，根據(jù)世界各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和醫(yī)療水平的不一致，城市污水處理廠的抗性基因分布也大不相同：中國是抗生素生產(chǎn)和使用大國，年使用和生產(chǎn)量達(dá)到十萬噸以上，因此在污水處理廠中，抗性基因含量遠(yuǎn)超其他國家，尤其是四環(huán)素類和磺胺類的含量?？梢哉f，抗生素的抗性基因的分布是廣泛的，種類也是繁多的，因此只有做好污水處理廠抗生素抗性基因的相關(guān)檢測，才能為抗性基因的去除建立科學(xué)依據(jù)。

2 污水處理廠抗生素抗性基因的去除

抗生素抗性基因的去除必須對癥下藥，并適當(dāng)采用相應(yīng)的物理、化學(xué)、生物去除法，在去除抗生素的前提下，再利用生物療法殺死有抗性基因的細(xì)菌等微生物，便能完成對抗性基因的去除。在眾多基因去除方法中，包括膜生物反應(yīng)器法、氧化法、水解法、活性污泥過濾法、生物降解法等。筆者根據(jù)總結(jié)，描述以下幾種方案。

2.1 抗生素成分的水解法

化學(xué)法是抗生素的降解方式之一，工業(yè)上通常采用化學(xué)方法（如在污水中加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿）使抗生素降解的辦法，減少污水中的抗生素成分，從而減少含有抗生素基因的抗生菌，是污水處理廠去除抗生素基因的重要方式之一。

2.2 抗生菌的消毒殺菌法

采取殺菌消毒法也是污水處理廠常用的去除抗性基因的方法，其原理是運(yùn)用消毒殺菌，去除污水中的抗生菌，從而達(dá)到減少抗性基因的功效。根據(jù)Ma c a u l e y等科學(xué)家的殺菌方法研究表明，采用重氯消毒、紫外線以及臭氧消毒方法，對污水中的抗生菌有著明顯的功效，尤其是去除四環(huán)素類和大環(huán)內(nèi)酯類抗生素基因。在他的研究分析中，臭氧增加100mg/L含量時，其殺菌功效翻數(shù)倍，去除達(dá)到10的倍數(shù)菌數(shù)，可見消毒殺菌法的重要性。

2.3 氧化光解法

氧化光解法機(jī)理是運(yùn)用太陽光等照射，引發(fā)污水內(nèi)的氫氧根和酸根離子等作用于抗生素上，使抗生素酸化分解，從而在一定條件下激發(fā)轉(zhuǎn)化為非抗生物質(zhì)，達(dá)到光解目的。在污水處理廠通常放置污水光下靜置一段時間才進(jìn)一步處理，這就是其中原因之一。

3 結(jié)語

在中國，抗生素的使用量是非常巨大的，而在生物治療上的抗生素使用率極為低下，大部分都流失到生活以及生產(chǎn)廢水中，導(dǎo)致?lián)碛锌剐曰虻募?xì)菌大量生長。城市污水處理廠是去除抗生素基因的重要場所，如何做好城市污水處理廠的抗生素處理問題，成為目前國內(nèi)生物環(huán)境學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)問題之一。這樣要求我們從抗生素的分布出發(fā)，不斷學(xué)習(xí)和研究，掌握抗生素的監(jiān)測方法，運(yùn)用高效科學(xué)的處理方法，成功去除抗生素抗性基因，為世界的污水處理貢獻(xiàn)自己的智慧。

[1]邵一如,席北斗,曹金玲,高如泰,許其功,張慧,劉樹慶.抗生素在城市污水處理系統(tǒng)中的分布及去除 [J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2013,(07):84-99.

[2]楊芳,陶然,楊揚(yáng),喬永民,張敏,麥曉蓓.人工濕地中抗生素抗性大腸桿菌和抗性基因的去除與分布 [J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2013,(06):2054-2065.

[3]竇春玲,郭雪萍,尹大強(qiáng).污水處理廠抗生素抗性基因分布和去除研究進(jìn)展[J],環(huán)境化學(xué).2013,(10):1885-1895.