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）

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境，能夠間接地“培養”了很多在抗性基因環境下生存的細菌等微生物，它們就具備有了相應的抗生素抗性。擁有抗性基因的細菌大量滋生，對生態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，對世界醫學研究和保護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，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用于治療和預防疾病的重要藥物，在醫學發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：人類主要應用于治療人類疾病，增加機體對疾病的抗性；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，還能促進動物生長，增強動物機體性能等。抗生素在生物醫學發展過程中不可取代，然而，近年來隨著人類醫學水平的不斷提高，使抗生素被愈發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菌，使抗性細菌大量繁殖，對生態環境和人類健康造成巨大的威脅。據統計，在抗生素的使用過程中，有80%-90%的抗生素沒經過人體和動物機體的吸收，直接排出體外，進入大自然。可以這么說，城市的污水處理系統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菌微生物和抗生素藥物使用殘留，利用抗生素的去除技術能夠去除大部分的細菌和抗性基因，去除率可以達到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，有來自城市醫院廢水、病人排泄物、養殖場廢水、寵物醫院醫用廢水、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境下，檢測出抗生素的濃度不同。

科學家P r ud e n對部分畜牧養殖場和水產養殖場的廢水和就近的河流進行抗生素的檢測，發現了四環素類抗生素和磺胺類抗生素大量存在，部分廢水和流域達到5.0×107co p i es/mL，而沿著河流流域和養殖場周圍進行相關的檢測發現，在養殖場的河流流域內，四環素類抗生素和磺胺類抗生素含量均在一個數量級單位內，相反，離開流域，四環素類抗生素和磺胺類抗生素含量均下降了三個數量級單位以上。可見，水流是抗生素抗性基因的傳播來源。

科學家A u e rba c h的研究中發現，污水處理廠的抗性基因含量極高，抗性基因數目可達到數十種，四環素類、大環內酯類、喹諾酮類、磺胺類以及其他抗生素基因都有大量存在。當然，根據世界各地經濟發展水平和醫療水平的不一致，城市污水處理廠的抗性基因分布也大不相同：中國是抗生素生產和使用大國，年使用和生產量達到十萬噸以上，因此在污水處理廠中，抗性基因含量遠超其他國家，尤其是四環素類和磺胺類的含量。可以說，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檢測，才能為抗性基因的去除建立科學依據。

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，并適當采用相應的物理、化學、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。筆者根據總結，描述以下幾種方案。

2.1 抗生素成分的水解法

化學法是抗生素的降解方式之一，工業上通常采用化學方法（如在污水中加強酸、強堿）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，其原理是運用消毒殺菌，去除污水中的抗生菌，從而達到減少抗性基因的功效。根據Ma c a u l e y等科學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，尤其是去除四環素類和大環內酯類抗生素基因。在他的研究分析中，臭氧增加100mg/L含量時，其殺菌功效翻數倍，去除達到10的倍數菌數，可見消毒殺菌法的重要性。

2.3 氧化光解法

氧化光解法機理是運用太陽光等照射，引發污水內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轉化為非抗生物質，達到光解目的。在污水處理廠通常放置污水光下靜置一段時間才進一步處理，這就是其中原因之一。

3 結語

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廢水中，導致擁有抗性基因的細菌大量生長。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，成為目前國內生物環境學者關注的重點問題之一。這樣要求我們從抗生素的分布出發，不斷學習和研究，掌握抗生素的監測方法，運用高效科學的處理方法，成功去除抗生素抗性基因，為世界的污水處理貢獻自己的智慧。

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