抗生素在城市污水处理系统中的分布及去除-北极星水处理网

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根据目前国内外已有的研究结果，综述了几类主要的抗生素在世界各国城市污水处理厂污水、污泥中的残留浓度及抗生素在城市污水处理系统中的去除途径和去除效果。结果表明，世界各国城市污水处理厂污水、污泥中抗生素的种类和浓度有明显差异：污水中抗生素的浓度与该国抗生素的使用量有关，我国城市污水中四环素类、磺胺类的检出最高浓度达到103~104ng/L，远高于其他国家；环丙沙星和甲氧苄啶在美国城市污水处理厂出水中检出浓度较高，达到103ng/L。

污泥中抗生素残留主要是通过污泥吸附作用，残留浓度受到抗生素在固-液相的分配系数、亲脂性和离子所带电荷影响。自然条件下，水解、光解和传统生物处理工艺对抗生素的去除率低，而高级氧化技术和膜过滤技术对抗生素的去除效率高，可以达到90%以上。

抗生素在治疗人类和畜禽疾病以及促进畜禽生长方面应用广泛，但大多数抗生素在摄入后只有少量被机体吸收，85%以上以原药或代谢产物的形式被排出体外，最终进入生态环境。进入生态环境的抗生素易残留在水体和土壤中。长期暴露在低剂量的抗生素中，环境中微生物会被诱导产生耐药性基因，带有耐药性基因的微生物通常出现在城市污水处理厂的污水、污泥或者养殖厂附近的河流土壤中。带有耐药性基因的微生物参与物质能量循环，耐药性基因进入植物、动物体内，最终可能进入人体，致使人类对抗生素类药物产生抗性。

城市污水处理厂通常被认为是污染物进入环境的一道防线。目前大部分城市污水处理厂的处理工艺都是针对常规有机污染物和营养盐类设计的，而痕量抗生素在城市污水处理厂中得不到有效去除，随污水处理厂出水进入自然水体中，致使城市污水处理厂出水成为环境中抗生素的主要来源之一。

因此，研究抗生素在城市污水处理厂各处理单元的浓度水平和迁移转化途径，对提高抗生素的去除效率，控制其生态风险具有重要意义。本研究主要目的是了解国内外城市污水处理厂污水、污泥中的抗生素浓度水平及抗生素在污水处理系统中的去除途径和效率，旨在揭示我国城市污水中抗生素污染现状，并为我国城市污水处理厂抗生素去除工艺和运行条件的优化提供参考。

1、城市污水处理厂抗生素的来源和浓度分布

1.1城市污水中抗生素的来源

抗生素按用途分为医用和兽用，世界各国2类抗生素的使用量和各类抗生素占总使用量的比例有所差别。1999年，欧盟和瑞士共消耗抗生素13288t，其中65%是医用，29%是动物养殖兽药，6%是动物生长促进剂。2000年，美国消耗抗生素16200t，其中70%用于动物，30%用于人类。

进入城市污水处理系统的医用抗生素主要来源于医院废水中残留的药物和病人的排泄物，制药废水的流失药物，居民生活丢弃的过期药物和排泄物等。兽用抗生素则多来自兽用抗生素企业的生产废水，宠物医院废水和养殖场废水，居民生活污水中也含有部分兽用抗生素。如图1所示。

1.2污水中抗生素浓度

目前世界各国的污水处理厂进出水中都能检测到抗生素，检出的抗生素种类和浓度与各地区抗生素使用情况密切相关。世界各国检出频率较高的抗生素为磺胺类和喹诺酮类抗生素，与这2类抗生素在治疗疾病、畜牧养殖方面应用较广相符。表1表明，世界各国污水处理厂出水中抗生素的种类与浓度有较大差异。

我国是抗生素生产大国，化学工业学会和制药工业学会2005年的统计数据显示，我国每年抗生素原料生产量约为210000t，其中有97000t（占年总产量的46.1%）用于畜牧养殖业。我国对于抗生素的使用量没有明确限制，也是抗生素使用大国，据不完全统计，我国目前使用和销售量列在前15位的药品中有10种是抗菌类药物。我国医院抗生素的使用率在67%~82%。

原标题：抗生素在城市污水处理系统中的分布及去除

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