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所以我国城市污水中残留的各类抗生素远高于其他国家,尤其是磺胺类抗生素。我国城市污水中5种磺胺类抗生素的最大浓度均在1500ng/L以上,而韩国、西班牙、加拿大和澳大利亚等国家污水处理厂出水中磺胺类抗生素最大浓度基本低于500ng/L。美国环丙沙星和甲氧苄啶的检出浓度较高,环丙沙星在污水处理厂出水中最高浓度接近1000ng/L,甲氧苄啶最高浓度达到1220ng/L。β-内酰胺类抗生素稳定性较差,在水环境中容易降解成其他物质,因此,尽管使用十分广泛,污水中被检出次数较少。
1.3污泥中的抗生素浓度
抗生素通过吸附作用残留在污泥中,当污泥用于农田施肥或者垃圾填埋时,进入土壤生态系统,污染土壤,进而威胁地表水和地下水系统的安全。抗生素在水中的溶解度、固-液相中的分配系数、亲脂系数Kow和表面所带电荷等因素会影响其在污泥中的残留浓度。表2表明,污泥中残留的抗生素浓度与抗生素使用量关系不大。
如在我国四环素类抗生素和氟喹诺酮类抗生素在使用上不如β-内酰胺类和磺胺类抗生素使用广泛,但这2类抗生素在污泥中的残留浓度高于后2类。与污水相比,目前污泥中抗生素残留浓度水平和去除工艺的研究较少。但是污泥中积累的抗生素可能会随污泥回用农田进入土壤生态系统,诱导土壤微生物产生抗性基因,因此研究人员应加强去除污泥中抗生素工艺的研究。
2城市污水处理厂对抗生素的去除途径
抗生素进入污水处理系统后发生一系列物理化学反应,部分抗生素得以降解或脱离水相,使污水中的抗生素浓度降低。抗生素在城市污水处理厂中的去除途径可分为物理化学和生物降解作用。
2.1物理化学作用
2.1.1水解
水解作用是水体中抗生素的降解方式之一,主要针对可溶性的抗生素。β-内酰胺类、大环内酯类和磺胺类抗生素易溶于水,发生水解。pH是影响抗生素水解程度与速率的重要因素。β-内酰胺类在弱酸条件下水解较快,磺胺类抗生素在酸性条件下易水解,而在中性条件下几乎没有水解。四环素、土霉素、金霉素的水解速率与pH和温度显著相关。
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