Page 36 - 《精细化工》2021年第5期
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·890·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            耐药性，造成了水生环境中 ARB 和 ARGs 不断增殖                       响到 ARGs 的发生和传播         [13] 。DING 等 [14] 对鄱阳湖
            扩散，严重威胁了人类健康安全，甚至出现“超级                             附近 2 个市政污水处理厂和 1 个工业污水处理厂的
            细菌”。2010 年，在英、美、印度等国家小规模爆                          水样全面调查后发现，两种类型的污水处理厂由于
            发的新德里金属-β-内酰胺酶 1（NDM-1）超级细菌，                       进水水质和处理工艺的差异，ARGs、MGEs 和细菌
            它几乎对所有的抗生素都有耐药性，人类一旦感染                             群落分布情况也有所不同，2 个市政污水处理厂活
                                 [1]
            很难治愈，死亡率极高 。据报道，抗生素耐药性                             性污泥法的水力停留时间会对 ARGs 的去除水平造
            问题导致每年大约 70 万人死亡，到 2050 年，每年                       成影响，工业污水处理厂进水中重金属污染物 Pb
            死于抗生素耐药性的人数将会增至 1000 万，死亡率                         也明显提高了多重耐药基因的水平转移。
                         [2]
            甚至高于癌症 。因此，抗生素耐药性极可能引发                                 医疗废水与养殖废水是 ARB 和 ARGs 的主要来
            公共健康危机，其危害不容忽视。                                    源，通过市政管网收集进入城市污水处理厂处理后
                                                     [4]
                                         [3]
                 目前，污水处理厂各级出水 、医疗废水 、养                         排入地表水和土壤中，对环境和人类健康造成威
                                    [6]
                   [5]
            殖废水 、地表水及地下水 等均能检测到抗生素耐                            胁 [15] 。污水处理厂接收不同来源的废水，废水中含
                       [7]
            药性的污染 ，尽管 ARB 和 ARGs 尚未纳入水处理                       有微量的抗生素和其他化合物，这些物质会造成抗
            控制指标中，但是城市供水和污水处理工艺仍需考                             生素耐药性的选择压力，用于生物处理的活性污泥
            虑对抗生素耐药性的控制。传统消毒法（氯消毒、                             中更易富集大量的 ARB 和 ARGs，使得携带某些类
            臭氧消毒和紫外线消毒）可以实现对 ARB 的灭活和                          型抗性基因的细菌通过 HGT 过程不断增殖                  [16] 。因
            ARGs 的去除，但方法本身存在局限性且去除效果                           此，城市污水处理厂作为 ARB 和 ARGs 的“储存库”，
            不理想    [8-9] ，甚至出现再生和光复活现象          [10] 。因此，      对控制环境中抗生素抗性基因的传播扩散扮演着重
            常规水处理工艺并不能保证抗生素耐药性方面的安                             要角色。HENDRIKSEN 等        [17] 利用宏基因组分析法
            全性。AOPs 作为新兴消毒技术逐渐应用于水处理领
                                                               对 60 个国家的 79 个污水处理厂的污水样本进行调
            域中微污染物的去除，其所包含的光激发氧化、光
                                                               查，其中大环内酯类（ermB、ermC、mphA 等）、
            催化氧化、光 Fenton 氧化统称为光化学氧化法。近
                                                               四环素类（tetA、tetW 等）、氨基糖苷类、β-内酰胺
            年来，学者将这些技术应用于去除 ARB 和 ARGs
                                                               类（bla PSE-1 等）和磺胺类（sul1、sul2 等）ARGs 最
            的研究中，旨在进一步加强对抗生素耐药性的控制。
                                                               为丰富，且 ARGs 的丰度和多样性在全球范围内因
                 本文介绍了 ARGs 传播扩散机制及污染现状，
                                                               地区而存在差异：欧洲和北美的样本中大环内酯类
            综述了近年来国内外学者对于光化学 AOPs 应用于
                                                               ARGs 的比例相对较高，而亚洲和非洲样本中磺胺
            去除水中 ARB 和 ARGs 的研究进展以及影响灭活和
                                                               类和氯霉素类 ARGs 比例较高。从世界卫生组织收
            去除效果的因素，并指出光化学 AOPs 存在的问题
                                                               集的数据表明，许多发展中国家的抗生素耐药性流
            以及未来研究方向，为 AOPs 的发展提供借鉴。
                                                               行率很高，这说明抗性基因丰度与社会经济、健康
            1    抗生素抗性基因传播扩散及污染现状                              和环境因素等密切相关。ZHANG 等               [18] 通过调查中
                                                               国 9 个不同省份的 18 个污水处理厂中的 5 种 ARGs
                 对于 ARGs 的产生和传播机制的研究是控制                        （sul1、sul2、tetW、tetQ 和 tetX）和Ⅰ类整合子（intI1）
            ARGs 污染的前提和重点，随着高通量测序技术的                           的相对丰度和细菌群落情况来验证提出的类似假
            迅速发展，对于这一问题的研究也逐渐明朗。ARGs                           设：不同污水处理厂的 ARGs 丰度和细菌群落是由
            的传播扩散主要有两个途径：垂直基因转移（简称                             地理分布和处理工艺决定。结果表明，在南方地区
            VGT）和水平基因转移（简称 HGT）。其中，HGT                         和氧化沟系统中 sul1、sul2、tetX 和 intI1 基因的平
            是 ARGs 在水生环境中传播扩散的重要途径，ARGs                        均相对丰度最高；细菌群落分析组成表明，来自不
            整合到可移动遗传元件（简称 MGEs）上，如质粒、
                                                               同地理区域的污泥样品之间存在显著差异，并且细
            转座子和整合子等，通过接合、转化、转导等方式                             菌群落组成的变化与 ARGs 相关。
            传播扩散 ARGs     [11] 。HGT 不但会发生在相似的细菌
            菌株之间，而且能使 ARGs 在致病菌和非致病菌之                          2   光化学高级氧化技术应用于 ARB 和
            间以及革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌之间传播                      [12] 。      ARGs 的去除
                 ARGs 的水平转移是细菌为适应环境中抗生素
            药物长期选择压力而进化的机制，然而，抗生素耐                                 AOPs 在光、电、催化剂等条件下，利用产生的
                                                                                       –•
            药性的产生还可能是由其他环境因素导致的，例如：                            具有强氧化性的•OH 和 SO 4 等活性物种氧化分解水
            金属、消毒剂和微污染物等，它们也能对 ARB 和                           中难降解有机污染物，在对水中微污染物的去除中
            ARGs 形成选择性压力，这种共选择机制同样会影                           具有广阔的应用前景。
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