亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        控制醫(yī)院污水中抗生素耐藥細(xì)菌傳播的消毒技術(shù)研究進(jìn)展

        2024-05-31 07:42:31
        工業(yè)微生物 2024年1期
        關(guān)鍵詞:臭氧廢水抗生素

        陳 思

        溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院,溫州 325000

        自19 世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用以來(lái),抗生素在人類細(xì)菌性感染疾病的治療方面發(fā)揮了巨大的作用也隨著其在世界范圍內(nèi)需求的不斷增加而被大量使用,其殘留物在自然環(huán)境中不斷蓄積,造成的污染問(wèn)題不容忽視。近年來(lái)在城市污水及制藥廠的生產(chǎn)廢水中均能檢測(cè)到抗生素殘留[1-3]。常規(guī)污水處理方法主要用于去除固體、溶解性有機(jī)物等,抗生素未經(jīng)針對(duì)性去除工藝處理就被排入自然水體,其危害不僅僅表現(xiàn)在對(duì)人體及其他有機(jī)生物產(chǎn)生毒害上,更在于其產(chǎn)生的抗生素耐藥菌(ARB) 和抗藥基因(ARGs)的傳播,導(dǎo)致用于疾病治療的抗生素的療效受到抑制,威脅到了人類的健康和安全。因此,ARB和ARGs 被視作新型環(huán)境污染物[4],引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。

        醫(yī)院是抗生素的使用主要場(chǎng)所,大多數(shù)抗生素在人體內(nèi)代謝不良,主要通過(guò)尿液排出[5]。與城鎮(zhèn)生活污水相比,醫(yī)院廢水中的ARB 濃度更高[6],且醫(yī)院污水中往往含有更高濃度的細(xì)菌和藥物,這為ARB的傳播提供了有利條件。故有效去除ARB 和其他可移動(dòng)的遺傳元素并最大限度阻止抗生素耐藥性的傳播,意義重大。本文綜述了醫(yī)院廢水消毒技術(shù),分析了各技術(shù)對(duì)醫(yī)院廢水中耐藥菌及其基因的去除效果,以期為研究醫(yī)療廢水消毒技術(shù)提供新思路。

        1 醫(yī)院廢水中抗生素及耐藥菌的傳播

        醫(yī)療廢水成分復(fù)雜,包括多種藥物和高濃度的病原體、病毒和真菌,醫(yī)院污水安全處理意義重大。污水中含有多種化學(xué)物質(zhì),致使醫(yī)院污水處理設(shè)施的污染物負(fù)荷包括生物殘留物[6-8]。醫(yī)院中抗生素應(yīng)用得較多,且這些抗生素耐藥菌(ARB)很容易通過(guò)空氣于住院患者之間傳播,進(jìn)而造成感染[9],再通過(guò)病人的尿液等排泄物進(jìn)入醫(yī)院的污水系統(tǒng)中,故在污水中易檢測(cè)到各種抗生素和抗耐藥性細(xì)菌。污水中最常見(jiàn)的耐藥細(xì)菌是VRE、大腸桿菌、革蘭氏陰性銅綠假單胞菌[10],在醫(yī)院廢水中可以發(fā)現(xiàn)較高濃度的這些抗微生物藥物耐藥性細(xì)菌,并且對(duì)廣譜抗生素青霉素具有耐藥性的產(chǎn)碳青霉酶也已被發(fā)現(xiàn)在醫(yī)院內(nèi)傳播[11]。運(yùn)用消毒技術(shù)來(lái)阻斷抗生素耐藥細(xì)菌傳播已成為關(guān)鍵手段。但是Dodd[12]研究發(fā)現(xiàn),消毒過(guò)程會(huì)使ARB 失去活性,但細(xì)胞碎片中未受損的DNA 殘基可以通過(guò)自然轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)導(dǎo)使環(huán)境中的其他細(xì)菌群產(chǎn)生抗生素耐藥性。甚至,死亡細(xì)菌可以擁有完整的質(zhì)粒,能夠在合適的宿主體內(nèi)自主復(fù)制[13]。因此,要有效控制醫(yī)院廢水中抗生素耐藥細(xì)菌的傳播,消毒技術(shù)就不僅要消滅該類微生物,還要使其遺傳物質(zhì)變性而失去傳播能力。

        2 醫(yī)院污水消毒技術(shù)

        臭氧消毒、紫外線照射和次氯消毒都是常用的醫(yī)院廢水消毒技術(shù)[14]。每種消毒技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)傳統(tǒng)消毒工藝的不足,新興工藝包括光催化氧化技術(shù)、芬頓(Fenton)氧化技術(shù)、電化學(xué)氧化技術(shù)及超臨界水氧化技術(shù)等高級(jí)氧化技術(shù)都得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。

        2.1 傳統(tǒng)消毒技術(shù)

        2.1.1 氯消毒

        氯消毒是目前醫(yī)院污水消毒中應(yīng)用最廣的技術(shù),包括液氯消毒、二氧化氯消毒及次氯酸鈉消毒。

        Gautam 等[15]對(duì)醫(yī)院污水氯消毒效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。20 mg/L 的Ca(ClO)2在30 min 內(nèi)的消毒率可達(dá)98.5%,同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)3 個(gè)不同醫(yī)院廢水處理廠中的抗生素抗性基因(ARGs),這些醫(yī)院均以氯氧化為終端消毒手段,結(jié)果顯示,qnrS、blaSHV-1 和blaDHA-1 基因的ARGs 去除率為(0.85~2.71)log,抑制效果顯著。然而,Yao 等[16]研究發(fā)現(xiàn),消毒處理后廢水中的5 種β-內(nèi)酰胺類ARGs(blaOXA-1、blaOXA-10、blaDHA-1、blaSHV-1、blaem-1)和2 種喹諾酮類ARGs(qnrA 和qnrD)的濃度反而會(huì)升高。這一現(xiàn)象可能是由于氯用量不足,誘導(dǎo)形成更多菌毛進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)移造成的結(jié)果[17-19]。

        2.1.2 臭氧消毒

        臭氧具有優(yōu)異的消毒性能,其在水中能夠形成具有更高氧化電位的羥基自由基,羥基自由基的氧化電位僅次于氟[20]。與氯消毒相比,臭氧消毒反應(yīng)快、消殺徹底,且對(duì)ARGs 的去除效果較好。Chiang等[21]研究了中性條件下臭氧對(duì)醫(yī)院污水的消毒效果,發(fā)現(xiàn)添加3.5 mg/L 的O3可以完全去除銅綠假單胞菌。類似添加劑量的臭氧也能夠使總大腸菌群的數(shù)量減少4 log 以上。但臭氧的制備和運(yùn)行成本較高[22],且臭氧過(guò)量容易產(chǎn)生異味和副產(chǎn)品,進(jìn)而影響人體健康[23]。

        2.1.3 紫外線消毒

        紫外線(UV)是指波長(zhǎng)在200~400 nm 之間的電磁波,在消毒過(guò)程中無(wú)需投加化學(xué)藥劑,故其不會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物,無(wú)二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。紫外消毒的原理為波長(zhǎng)為用200~300 nm 的射線破壞細(xì)菌、病毒和單細(xì)胞微生物的氧核糖核酸(DNA)和雙鏈結(jié)構(gòu)核糖核酸(RNA),抑制蛋白質(zhì)合成,可以達(dá)到殺滅細(xì)菌及病原微生物的目的[24]。但紫外消毒效果容易受廢水濁度等因素影響,且存在照射滲透深度不足和消毒后微生物復(fù)現(xiàn)的現(xiàn)象,故紫外線消毒被認(rèn)為不適合單獨(dú)應(yīng)用廢水消毒,更推薦將紫外消毒與化學(xué)消毒工藝結(jié)合,抑制微生物復(fù)活,既克服了單獨(dú)使用紫外消毒的缺陷,也給消毒工作帶來(lái)了雙重保障[25]。

        2.2 高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)

        高級(jí)氧化技術(shù)(AOP)的去除效率更高,這主要是由于其形成了更強(qiáng)的氧化劑,通常是羥基自由基。羥基自由基通常由O3、H2O2等氧化劑或水的直接光解形成,而紫外線照射等為光解提供了更大的能量。高級(jí)氧化技術(shù)主要包括光催化氧化技術(shù)、芬頓(Fenton)氧化技術(shù)、電化學(xué)氧化技術(shù)等。處理醫(yī)院廢水時(shí)可以使用強(qiáng)氧化能力強(qiáng)、氧化速率快的AOPs,且它們沒(méi)有污染轉(zhuǎn)移,也不會(huì)產(chǎn)生大量有毒污泥[26-27]。本節(jié)介紹了幾種AOPs 技術(shù)(芬頓(Fenton)氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、電化學(xué)氧化技術(shù))應(yīng)用于去除各種抗微生物耐藥性細(xì)菌和抗微生物耐藥性基因的成效。

        2.2.1 芬頓(Fenton)氧化技術(shù)

        傳統(tǒng)Fenton 氧化反應(yīng)的條件比較嚴(yán)苛,需在酸性條件下進(jìn)行,F(xiàn)e2+與雙氧水反應(yīng)可以生成具有很高氧化電位的羥基自由基。Fenton 氧化反應(yīng)的效率受溫度、pH 及Fe2+與雙氧水濃度配比的影響。由于Fenton 氧化反應(yīng)的影響因素較多,實(shí)施難度大,處理成本高,同時(shí)雙氧水自身的特性,導(dǎo)致該反應(yīng)還存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)[28]。為克服傳統(tǒng)Fenton 氧化技術(shù)的缺陷,研究人員引入超聲波、電、光及一些過(guò)度金屬等現(xiàn)代化技術(shù)來(lái)強(qiáng)化Fenton 氧化的效果。

        Munoz 等[29]報(bào)道了Fenton 去除醫(yī)院污水中總大腸菌群的效率。在溫度高于70 °C 時(shí),該工藝處理后的廢水毒性為原廢水的五分之一。UVC 光照射下的Fenton 工藝可將醫(yī)院廢水中的總大腸菌群和大腸桿菌完全清除[30]。此外,Serna-Galvis 等[31]也評(píng)估了UVC 光照射下Fenton 工藝對(duì)醫(yī)院廢水中耐碳青霉烯類肺炎凱布菌的去除效果,發(fā)現(xiàn)在UVA 光的照射下,使用5 mg/L 的Fe2+和50 mg/L 的H2O2可使細(xì)菌濃度在300 min 內(nèi)降低3.3 logs,而添加9 μm 檸檬酸可以增強(qiáng)UVC 光照射下Fenton 工藝的反應(yīng)過(guò)程,在300 min 內(nèi)可完全去除肺炎凱布菌。他們還提出使用14 709 μm 的Na2S2O8替代H2O2,以提高消毒效率。

        2.2.2 光催化氧化技術(shù)

        光催化氧化的常用氧化劑有雙氧水(H2O2)和臭氧(O3)等,常用催化劑有二價(jià)鐵(Fe2+)、三價(jià)鐵(Fe3+)、TiO2、WO3等[32]。應(yīng)用最多的是催化光臭氧化工藝(UV/TiO2/O3),該過(guò)程包括從固體催化劑上吸附的氧和臭氧(O2(ads)和O3(ads))提供的羥基自由基[33]。此外,紫外線的照射不僅有助于微生物滲透到細(xì)胞中,還可以通過(guò)氧化劑的光活化作用促進(jìn)羥基自由基產(chǎn)生,Machado 等[34]利用配備低壓殺菌汞燈的斜坡式反應(yīng)器,研究了催化光臭氧化工藝去除醫(yī)院污水中耐熱大腸菌群的方法。他們得出結(jié)論,在光照射斜坡中使用2.96 mg/cm2的TiO2,并在反應(yīng)器內(nèi)部空氣中產(chǎn)生5.8 mg/h 的O3,可以使廢水在處理60 min 后完成徹底的消毒。Kis 等[35]也在相同的操作條件下使用該催化光臭氧化工藝(UV/TiO2/O3)工藝對(duì)醫(yī)院廢水進(jìn)行了消毒。結(jié)果表明,催化光臭氧化工藝(UV/TiO2/O3)作以為一種有效的消毒方法,可以達(dá)到完全去除大腸桿菌和耐熱大腸菌群的目的。

        2.2.3 電化學(xué)氧化技術(shù)

        電化學(xué)氧化技術(shù)在電場(chǎng)、磁場(chǎng)及高溫高壓等條件下,利用雙氧水及臭氧等強(qiáng)氧化劑,通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生OH、O2-等高氧化電位自由基,將廢水中難降解的大分子污染物降解為小分子物質(zhì)[36]。電化學(xué)氧化技術(shù)主要依靠電極反應(yīng)和自由基進(jìn)行氧化。Zhou 等[37]使用Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2陽(yáng)極和碳纖維陰極去除糞大腸桿菌(9.101 CFU/mL)。施加80 Am-2電流密度,12 min 內(nèi)可以達(dá)到完全消毒的效果,這可能是由于反應(yīng)中NaCl 的初始質(zhì)量濃度大于200 mg/L,電化學(xué)產(chǎn)生了較多游離氯,可以提高消毒率。Rieder 等[38]研究了一種基于脈沖電場(chǎng)(PEF)的新型消毒方法。PEF 技術(shù)直接應(yīng)用于生物細(xì)胞膜,膜上的雙層磷脂在PEF 作用中被破壞,細(xì)胞發(fā)生裂解。研究表明,在PE 的F 作用下,銅綠假單胞菌可以被完全清除。另外,通過(guò)測(cè)定醫(yī)療廢水中降解遺傳物質(zhì)的核酸酶活性,未發(fā)現(xiàn)促進(jìn)ARB 傳播的遺傳轉(zhuǎn)移的情況。

        3 結(jié)論與展望

        當(dāng)前,對(duì)醫(yī)院污水進(jìn)行消毒處理,應(yīng)用較多的還是傳統(tǒng)消毒技術(shù),但它們?cè)诳刂瓶股啬退幖?xì)菌傳播方面存在一定的局限性,可以采用結(jié)合多種消毒技術(shù)的模式來(lái)克服單一消毒技術(shù)的不足,但對(duì)其技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的研究有待補(bǔ)足。

        高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)可促進(jìn)產(chǎn)生大量高活性物質(zhì),其具有氧化性強(qiáng)、效率高和消殺徹底等優(yōu)勢(shì)。應(yīng)重視對(duì)基于高級(jí)氧化技術(shù)的消毒技術(shù)的研究,克服反應(yīng)器材料、電極材料、過(guò)渡金屬等因素的制約,降低使用成本,優(yōu)化操作條件,最大限度地減少消毒時(shí)產(chǎn)生的有毒副產(chǎn)物,確保該技術(shù)的有效性和經(jīng)濟(jì)性。

        目前,高級(jí)氧化技術(shù)的應(yīng)用大多還停留在中試規(guī)模,日后還需對(duì)擴(kuò)大該技術(shù)的使用規(guī)模展開深入研究。

        猜你喜歡
        臭氧廢水抗生素
        廢水中難降解有機(jī)物的高級(jí)氧化技術(shù)
        云南化工(2021年6期)2021-12-21 07:31:12
        文印室內(nèi)臭氧散發(fā)實(shí)測(cè)分析及模擬
        皮膚受傷后不一定要用抗生素
        中老年保健(2021年6期)2021-08-24 06:53:34
        抗生素的故事
        高氯廢水COD測(cè)定探究
        看不見(jiàn)的污染源——臭氧
        利用臭氧水防治韭菜遲眼蕈蚊
        貓抓病一例及抗生素治療
        絡(luò)合萃取法預(yù)處理H酸廢水
        臭氧分子如是說(shuō)
        亚洲av成人无码网站大全| 亚洲Va欧美va国产综合| 亚洲AV无码乱码1区久久| 国产精品成人久久a级片| 人成综合视频在线播放| 色avav色av爱avav亚洲色拍 | 国产大片黄在线观看| 亚洲乱码av中文一区二区| 亚洲另在线日韩综合色| 国产免费一区二区三区在线观看| 五月开心婷婷六月综合| 亚洲色欲色欲www| 男女18禁啪啪无遮挡| 乱码一二区在线亚洲| 亚洲av毛片成人精品| 激情五月开心五月麻豆| 女人被弄到高潮的免费视频| 少妇太爽了在线观看免费视频 | 国产精品人人做人人爽人人添| 影音先锋每日av色资源站| 国产成人精品三上悠亚久久| 男女啪啪动态视频在线观看| 精品国产偷窥一区二区| 亚洲av成人综合网| 一区二区三区在线视频免费观看 | 日本道免费一区日韩精品| 国产亚洲精品97在线视频一| 无码一区二区三区在线| 亚洲国产成人久久综合一区77| 国产女主播一区二区三区在线观看| 一本久道综合色婷婷五月| 日产精品久久久久久久蜜臀| 久久久精品国产视频在线| 亚洲婷婷久悠悠色悠在线播放| 久久精品免费观看国产| 久久久综合九色合综国产| 久久狼人国产综合精品 | 国精品无码一区二区三区在线| 日本香蕉久久一区二区视频| 日日麻批免费高清视频| 毛片无码国产|