抗生素耐藥細(xì)菌和抗生素耐藥基因
抗生素耐藥細(xì)菌(ARB)是具有耐藥能力的“生命體”—細(xì)菌,而抗生素耐藥基因(ARG)是細(xì)菌中賦予耐藥能力的“遺傳物質(zhì)片段”,二者是“載體”與“核心元件”的關(guān)系。
ARB和ARG的特性
01 普遍存在性
在中國(guó)及其他國(guó)家的主要飲用水源(如河流、湖泊、地下水)中,均廣泛檢測(cè)到ARB和ARG,即使在處理后的自來(lái)水中也能檢出。
02 種類(lèi)多樣
在某飲用水處理系統(tǒng)中,共檢測(cè)到317種ARG亞型,主要包括對(duì)多藥類(lèi)、β-內(nèi)酰胺類(lèi)、氨基糖苷類(lèi)、磺胺類(lèi)等抗生素的耐藥基因。
03 與病原體高度關(guān)聯(lián)
一些ARG攜帶者為已知的人類(lèi)病原體,如銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、嗜麥芽窄食單胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)等,這些菌株本身具有致病性,且攜帶多重耐藥基因。
04 傳播能力強(qiáng)
ARG常通過(guò)可移動(dòng)遺傳元件(MGEs)在不同細(xì)菌間傳播,增強(qiáng)了其擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。
抗生素耐藥細(xì)菌和耐藥基因的風(fēng)險(xiǎn)
1. 消毒過(guò)程無(wú)法去除:
盡管傳統(tǒng)水處理工藝(如混凝、沉淀、過(guò)濾、氯消毒)可部分去除ARG,但部分基因在消毒后反而富集,如β-內(nèi)酰胺類(lèi)和氨基糖苷類(lèi)ARG。
2. 在管網(wǎng)中反彈:
即使出廠水中ARG含量較低,在輸送至用戶(hù)的過(guò)程中,ARG種類(lèi)和數(shù)量可能在管網(wǎng)中反彈,說(shuō)明供水系統(tǒng)本身也可能成為耐藥基因的傳播場(chǎng)所。
3. 對(duì)人類(lèi)及生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)巨大:
雖然目前通過(guò)飲用水暴露于抗生素的健康風(fēng)險(xiǎn)商(HRQ)遠(yuǎn)低于1,處于“可接受”范圍,但ARG帶來(lái)的抗藥性傳播風(fēng)險(xiǎn)尚未被充分評(píng)估,可能對(duì)人類(lèi)及環(huán)境生態(tài)及環(huán)境微生物組產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。
ARB 和 ARG 的危害
01 威脅抗生素治療效果
ARG可通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移(HGT)傳播給人體病原菌,導(dǎo)致原本可治療的感染變得難以控制,增加治療失敗率和死亡率。
02 污染食物鏈與生活環(huán)境
使用含ARG的水清洗蔬果、沐浴等,可能導(dǎo)致耐藥基因在家庭中傳播,甚至污染廚房、皮膚等日常接觸面。
03 生態(tài)與健康雙重影響
ARG不僅對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成威脅,也可能破壞水體微生物生態(tài)平衡,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能紊亂。
傳統(tǒng)水處理工藝的局限性
混凝/沉淀/過(guò)濾對(duì)游離ARG(如質(zhì)粒DNA)去除率低(<50%),而氯消毒雖能滅活部分ARB,但可能誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),促進(jìn)ARG水平轉(zhuǎn)移。臭氧氧化雖對(duì)部分ARG有效,但運(yùn)行成本高,且可能產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物。 因此,亟需更高效、可持續(xù)的水處理技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)ARB和ARG的挑戰(zhàn)。
紫外線技術(shù)解決方案
安力斯管式紫外消毒器
紫外線(UV)消毒及紫外線高級(jí)氧化工藝(AOPs)因其高效、無(wú)二次污染、廣譜滅活、對(duì)DNA/RNA的破壞能力及羥基自由基的強(qiáng)氧化能力等優(yōu)勢(shì),已成為ARB及ARG去除的解決方案之一。
安力斯紫外高級(jí)氧化系統(tǒng)
飲用水中的ARB和ARG是當(dāng)前水處理系統(tǒng)難以去除的新興污染物,具有高傳播性、潛在致病性和生態(tài)破壞性。國(guó)家已加強(qiáng)了對(duì)飲用水中ARG和ARB的系統(tǒng)監(jiān)測(cè),并正研發(fā)更高效的去除技術(shù),紫外線解決方案無(wú)疑是最有價(jià)值的技術(shù)。