Page 10 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期
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               法为生物处理法，其次还有物理化学法和人工湿地                           国内养猪场大部分采用生物处理方法，需要研发出
               法，这些方法对于抗生素及耐药基因的去除效率和                           新技术或结合其他处理技术共同消减养猪废水中的
               作用机制均不同。                                         ARGs。Li 等  ［39］ 对比活性污泥法和微藻处理法中
               2.1  生物法处理抗生素及耐药基因                               sul1 基因的丰度，发现活性污泥法和微藻法中 sul1 丰
                   生物处理法是通过厌氧和好氧单独或结合使用                         度分别为 3.06×10 和 1.73×10 copies/L，该微藻处
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               对养猪废水进行处理，该方法可以有效处理常规污                           理中 ARGs 丰度大幅度减少。因此今后可以使用微
               染物，如有机物（以化学需氧量（COD）形式表示）和                        藻处理法，该方法去除 ARGs 更有效，且具有能量需
               总氮。然而，厌氧处理工艺不但不能完全去除养猪                           求低、高碳中和的能量转换能力。
               废水中的抗生素和 ARGs，甚至可以为 ARGs 产生和                     2.2  物理化学法处理抗生素及耐药基因
               转移创造有利条件         ［28-29］ 。生物处理反应器中 ARGs              养猪废水常用的物理化学法有消毒、膜分离、絮
               的丰度变化受到抗生素种类、浓度和暴露时间的影                           凝或芬顿氧化等。养猪废水处理中的消毒技术常使
               响，但经过反应器后 ARGs 不但不会减少，甚至在抗                       用紫外线消毒和氯消毒。紫外线消毒机制主要分为
               生素暴露下大部分污泥和废水中 ARGs 丰度上升。 直接和间接 2种机制，直接机制是紫外线直接穿透细
               厌氧处理养猪废水后，四环素类 ARGs（tetA、tetG、 胞壁、细胞膜和细胞质被核酸吸收；间接机制是细胞
               tetC、tetM）和磺胺类 ARGs（sul1、sul2）相对丰度增              内的光敏物质吸收紫外线产生活性氧，氧化细胞
               加 ［30-31］ 。Zhang 等 ［29］ 研究发现，厌氧消化污泥中除            膜、细胞质和核酸，从而杀灭细菌。理论上紫外线
               bla TEM 减少外，其他类型 ARGs 丰度均有不同程度增                  消毒是一种去除 ARGs 的可行方案，但在养猪废水
               加。厌氧反应器对于养猪废水 ARGs去除效率较低， 处理系统使用紫外线对 ARGs 去除效率较差                                          ［40］ 。
               但可以通过提高温度、使用添加剂提高厌氧反应器                           如 Ferro 等 ［41］ 使用紫外线/H 2 O 2 体系处理 ARGs，
               中 ARGs 的去除率     ［32-34］ 。Tian 等 ［34］ 将厌氧反应器中     240 min 后 其 丰 度 仅 从 初 始 5.1×10 copies/mL 减
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               温度从 35 °C 提升到 55 °C 时，发现 13 个 ARGs 可能            少 到 4.3×10 copies/mL。同时有研究表明，去除
               宿 主 的 18 个 细 菌 属 的 总 丰 度 从 23.27% 下 降 到          ARGs 所需紫外线的剂量约为常规污水处理厂处理
               11.92%。Sun 等  ［32］ 通过在厌氧反应器中添加生物炭                废水所需紫外线剂量的 2 倍          ［42-43］ 。氯消毒是通过次
               刺激厌氧消化过程，降低了ARGs丰度。                              氯酸分子氧化水中污染物，从而达到降解的效果，但
                   厌氧和好氧结合使用有助于消减废水 ARGs 丰                      也不能彻底去除养猪废水中的 ARGs，Mao 等                ［44］ 检
               度。厌氧缺氧/好氧和厌氧短程硝化反硝化能有效                           测了中国北方的 2 个污水处理厂出水口处 ARGs 丰
               降 低 养 猪 废 水 ARGs 的 绝 对 丰 度 和 多 样 性        ［2］ 。 度，发现经过氯消毒处理后，出水中依然存在相当浓
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               Yang 等 ［35］ 在厌氧/好氧（anaerobic/oxic，A/O）过程         度的 ARGs（10 ~10 copies/L）。而对于膜分离的处
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               中检测到大量的磺胺类和四环素类 ARGs（10 ~                        理方法，对 ARGs 去除效率较高，Liang 等           ［45］ 对养猪
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               10 copies/mL）。Sui 等  ［36］ 从养猪场的 A/O 罐中检          废水进行超滤和二级反渗透的集成膜过滤，通过过
               测到 11 种 ARGs，包括四环素类、磺胺类和 β-内酰胺                   滤可减少 99.79% 的 ARGs（从 3.01×10 copies/mL
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               类耐药基因，这些基因中 sul2和 sul1在厌氧池和好氧                    降低到 6.45×10 copies/mL）。电化学消毒方法中
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               池中的丰度最高，分别达到 10 和 10 copies/mL，并                 的电凝法和电芬顿法也可以用于 ARGs的去除，其通
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               且其去除量高达 10       3.43  copies/mL。结合厌氧好氧处         过铁或铝阳极在电解池中氧化生成混凝剂，并与细
               理，我国台湾地区 6 个养猪场污水处理系统中 ARGs                      菌或污染物形成絮状沉淀物。Chen 等               ［46］ 利用连续
                                           ［37］
               平均去除率为 33.30%~97.56%           。此外，增加水力          电絮凝和电芬顿法对细胞内和细胞外 ARGs 的去除
               停留时间会减少 A/O 处理工艺对 ARGs 的去除效                      量分别为 10   2.49  和 10 3.23  copies/mL。此外，还可以利
               率，Sui 等 ［38］ 将养猪场废水通入序批式膜生物反应                    用金属能破坏细胞结构的机理，进而去除养猪场内
               器，水力停留时间从 12 d 增加到 30 d，其 ARGs 去除                ARGs，Zhang 等  ［47］ 发 现 养 猪 废 水 ARGs 丰 度 为
               量从10   2.91  copies/mL减少到10 1.18  copies/mL。     10 5.78 ~10 8.77  copies/mL，废水通过 mFe/nCu 工艺处
                   传统的生物处理方法能耗高、运行成本高、剩余                        理在 60 min 内 ARGs 去除量为 10     2.4  copies/mL，并且
               污泥处置困难，对于 ARGs 去除效率不理想，但目前                       该工艺去除 ARGs 的原理是杀灭细菌和破坏 ARGs
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