抗生素耐药细菌和抗生素耐药基因
抗生素耐药细菌(ARB)是具有耐药能力的“生命体”—细菌，而抗生素耐药基因(ARG)是细菌中赋予耐药能力的“遗传物质片段”，二者是“载体”与“核心元件”的关系。
ARB和ARG的特性
01 普遍存在性
在中国及其他国家的主要饮用水源(如河流、湖泊、地下水)中，均广泛检测到ARB和ARG，即使在处理后的自来水中也能检出。
02 种类多样
在某饮用水处理系统中，共检测到317种ARG亚型，主要包括对多药类、β-内酰胺类、氨基糖苷类、磺胺类等抗生素的耐药基因。
03 与病原体高度关联
一些ARG携带者为已知的人类病原体，如铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)等，这些菌株本身具有致病性，且携带多重耐药基因。
04 传播能力强
ARG常通过可移动遗传元件(MGEs)在不同细菌间传播，增强了其扩散风险。
抗生素耐药细菌和耐药基因的风险
1. 消毒过程无法去除：
尽管传统水处理工艺(如混凝、沉淀、过滤、氯消毒)可部分去除ARG，但部分基因在消毒后反而富集，如β-内酰胺类和氨基糖苷类ARG。
2. 在管网中反弹：
即使出厂水中ARG含量较低，在输送至用户的过程中，ARG种类和数量可能在管网中反弹，说明供水系统本身也可能成为耐药基因的传播场所。
3. 对人类及生态健康风险巨大：
虽然目前通过饮用水暴露于抗生素的健康风险商(HRQ)远低于1，处于“可接受”范围，但ARG带来的抗药性传播风险尚未被充分评估，可能对人类及环境生态及环境微生物组产生长期影响。
ARB 和 ARG 的危害
01 威胁抗生素治疗效果
ARG可通过水平基因转移(HGT)传播给人体病原菌，导致原本可治疗的感染变得难以控制，增加治疗失败率和死亡率。
02 污染食物链与生活环境
使用含ARG的水清洗蔬果、沐浴等，可能导致耐药基因在家庭中传播，甚至污染厨房、皮肤等日常接触面。
03 生态与健康双重影响
ARG不仅对人类健康构成威胁，也可能破坏水体微生物生态平衡，导致生态系统功能紊乱。
传统水处理工艺的局限性
混凝/沉淀/过滤对游离ARG(如质粒DNA)去除率低(<50%)，而氯消毒虽能灭活部分ARB，但可能诱导细菌产生应激反应，促进ARG水平转移。臭氧氧化虽对部分ARG有效，但运行成本高，且可能产生有毒副产物。 因此，亟需更高效、可持续的水处理技术来应对ARB和ARG的挑战。
紫外线技术解决方案
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紫外线(UV)消毒及紫外线高级氧化工艺(AOPs)因其高效、无二次污染、广谱灭活、对DNA/RNA的破坏能力及羟基自由基的强氧化能力等优势，已成为ARB及ARG去除的解决方案之一。
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饮用水中的ARB和ARG是当前水处理系统难以去除的新兴污染物，具有高传播性、潜在致病性和生态破坏性。国家已加强了对饮用水中ARG和ARB的系统监测，并正研发更高效的去除技术，紫外线解决方案无疑是最有价值的技术。
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