污水处理厂抗生素抗性基因分布和去除研究

刘素梅

（河源污水处理厂 广东河源 517000）

污水处理厂抗生素抗性基因分布和去除研究

刘素梅

（河源污水处理厂 广东河源 517000）

在自然选择的情况下，保持着一定浓度的抗生素环境，能够间接地“培养”了很多在抗性基因环境下生存的细菌等微生物，它们就具备有了相应的抗生素抗性。拥有抗性基因的细菌大量滋生，对生态安全和人类生命健康造成巨大的威胁，研究抗性基因的分布和去除，对世界医学研究和保护人类健康有着巨大作用。笔者从污水处理厂抗生素抗性基因的分布和去除出发，做一个展望。

污水处理厂；抗生素；抗性基因；分布；去除

抗生素是一种广泛应用于治疗和预防疾病的重要药物，在医学发展历史上有着举足轻重的地位。在抗生素的使用中，主要用于治疗人类和动物治疗：人类主要应用于治疗人类疾病，增加机体对疾病的抗性；而在动物的抗生素使用过程中，除了常见的动物疾病治疗外，还能促进动物生长，增强动物机体性能等。抗生素在生物医学发展过程中不可取代，然而，近年来随着人类医学水平的不断提高，使抗生素被愈发广泛使用或者是滥用，从生物自然选择的角度直接保留了拥有抗性基因的细菌，使抗性细菌大量繁殖，对生态环境和人类健康造成巨大的威胁。据统计，在抗生素的使用过程中，有80%-90%的抗生素没经过人体和动物机体的吸收，直接排出体外，进入大自然。可以这么说，城市的污水处理系统是人类回收和去除抗性基因的第一道防线，污水中含有大量的细菌微生物和抗生素药物使用残留，利用抗生素的去除技术能够去除大部分的细菌和抗性基因，去除率可以达到95%以上。

1 污水处理厂抗生素抗性基因的分布

污水处理厂接收来自城市各个地方的污水，有来自城市医院废水、病人排泄物、养殖场废水、宠物医院医用废水、动物排泄物、居民使用的抗生素药物残留等。在不同的抗生素使用环境下，检测出抗生素的浓度不同。

科学家P r ud e n对部分畜牧养殖场和水产养殖场的废水和就近的河流进行抗生素的检测，发现了四环素类抗生素和磺胺类抗生素大量存在，部分废水和流域达到5.0×107co p i es/mL，而沿着河流流域和养殖场周围进行相关的检测发现，在养殖场的河流流域内，四环素类抗生素和磺胺类抗生素含量均在一个数量级单位内，相反，离开流域，四环素类抗生素和磺胺类抗生素含量均下降了三个数量级单位以上。可见，水流是抗生素抗性基因的传播来源。

科学家A u e rba c h的研究中发现，污水处理厂的抗性基因含量极高，抗性基因数目可达到数十种，四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、磺胺类以及其他抗生素基因都有大量存在。当然，根据世界各地经济发展水平和医疗水平的不一致，城市污水处理厂的抗性基因分布也大不相同：中国是抗生素生产和使用大国，年使用和生产量达到十万吨以上，因此在污水处理厂中，抗性基因含量远超其他国家，尤其是四环素类和磺胺类的含量。可以说，抗生素的抗性基因的分布是广泛的，种类也是繁多的，因此只有做好污水处理厂抗生素抗性基因的相关检测，才能为抗性基因的去除建立科学依据。

2 污水处理厂抗生素抗性基因的去除

抗生素抗性基因的去除必须对症下药，并适当采用相应的物理、化学、生物去除法，在去除抗生素的前提下，再利用生物疗法杀死有抗性基因的细菌等微生物，便能完成对抗性基因的去除。在众多基因去除方法中，包括膜生物反应器法、氧化法、水解法、活性污泥过滤法、生物降解法等。笔者根据总结，描述以下几种方案。

2.1 抗生素成分的水解法

化学法是抗生素的降解方式之一，工业上通常采用化学方法（如在污水中加强酸、强碱）使抗生素降解的办法，减少污水中的抗生素成分，从而减少含有抗生素基因的抗生菌，是污水处理厂去除抗生素基因的重要方式之一。

2.2 抗生菌的消毒杀菌法

采取杀菌消毒法也是污水处理厂常用的去除抗性基因的方法，其原理是运用消毒杀菌，去除污水中的抗生菌，从而达到减少抗性基因的功效。根据Ma c a u l e y等科学家的杀菌方法研究表明，采用重氯消毒、紫外线以及臭氧消毒方法，对污水中的抗生菌有着明显的功效，尤其是去除四环素类和大环内酯类抗生素基因。在他的研究分析中，臭氧增加100mg/L含量时，其杀菌功效翻数倍，去除达到10的倍数菌数，可见消毒杀菌法的重要性。

2.3 氧化光解法

氧化光解法机理是运用太阳光等照射，引发污水内的氢氧根和酸根离子等作用于抗生素上，使抗生素酸化分解，从而在一定条件下激发转化为非抗生物质，达到光解目的。在污水处理厂通常放置污水光下静置一段时间才进一步处理，这就是其中原因之一。

3 结语

在中国，抗生素的使用量是非常巨大的，而在生物治疗上的抗生素使用率极为低下，大部分都流失到生活以及生产废水中，导致拥有抗性基因的细菌大量生长。城市污水处理厂是去除抗生素基因的重要场所，如何做好城市污水处理厂的抗生素处理问题，成为目前国内生物环境学者关注的重点问题之一。这样要求我们从抗生素的分布出发，不断学习和研究，掌握抗生素的监测方法，运用高效科学的处理方法，成功去除抗生素抗性基因，为世界的污水处理贡献自己的智慧。

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