污水中耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活特性研究

汪喜生，呂瑞濱 ,沈怡雯,郭美婷

(1.上海城投污水處理有限公司石洞口污水處理廠，上海 200942 ；2.同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092 )

耐抗生素類藥物的濫用導(dǎo)致了環(huán)境中抗藥性細(xì)菌廣泛傳播，目前在地表水、地下水、土壤等中均檢測(cè)出多種抗生素耐藥細(xì)菌或耐藥基因[1-4]，因而普遍被認(rèn)為是一種“新型污染物”[5]。病原菌之間耐藥基因的傳遞已成為治療相關(guān)疾病面臨的最大困難之一[6]。城市市政污水經(jīng)常接納各種醫(yī)療廢水和社區(qū)廢水，因而也成為耐藥細(xì)菌和耐藥基因的重要儲(chǔ)存地[7]。因此，控制和降低污水處理廠出水中細(xì)菌的耐藥性水平，對(duì)降低其健康風(fēng)險(xiǎn)、提高污水再利用的安全性具有重要的意義。

消毒是污水處理廠處理流程的重要單元，也是再生水生產(chǎn)的必備單元。大量研究文獻(xiàn)表明，污水處理廠常規(guī)處理工藝不能有效降低細(xì)菌的耐藥性，因此消毒是控制和降低污水中微生物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵手段[8-9]。紫外線(Ultraviolet,UV)消毒技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已相對(duì)成熟，在高效地滅活微生物的同時(shí)，有害消毒副產(chǎn)物生成很少，具有高效性、安全性和經(jīng)濟(jì)性等特征[10]，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前對(duì)紫外線消毒過(guò)程對(duì)抗生素耐藥細(xì)菌和耐藥基因去除效果的研究已取得了一些進(jìn)展。大部分研究表明，紫外線消毒具有較顯著的殺滅耐藥細(xì)菌和耐藥基因的能力，但消毒劑量受污水水質(zhì)、耐藥細(xì)菌類型、接觸條件等因素的影響，通常需要較高消毒劑量以獲得較顯著的去除效果。如McKinney等[8]研究了紫外線消毒對(duì)污水中4種耐藥基因(mecA、vanA、tetA、ampC)的去除效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)消毒劑量為200～400 mJ/cm2時(shí)，耐藥基因的去除率為3～4 log。

此外，實(shí)際污水處理廠中的紫外線消毒設(shè)備容易受到運(yùn)行年限、更換周期等因素的影響，其對(duì)耐藥細(xì)菌和耐藥基因的去除效果存在不穩(wěn)定性。由于不能提供持續(xù)的消毒效果，細(xì)菌復(fù)活現(xiàn)象也是削弱紫外線消毒殺菌效果的重要因素之一。已有研究學(xué)者對(duì)細(xì)菌復(fù)活的機(jī)理和影響因素等進(jìn)行了研究。如Templeton等[11]研究指出，污水中的大腸桿菌和糞大腸桿菌會(huì)在照射過(guò)后的120 min內(nèi)快速地復(fù)活;Auertbach等[12]列舉出了可以光復(fù)活的細(xì)菌種類以及它們的復(fù)活機(jī)理，指出影響光復(fù)活的因素有光照條件、細(xì)菌類型和污水水質(zhì)等；McKinney等[8]研究了來(lái)自于加拿大的一個(gè)污水處理廠出水中糞大腸桿菌的光復(fù)活效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn):經(jīng)過(guò)3 h的太陽(yáng)光照射后，其平均光復(fù)活率為1.2個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)。但是現(xiàn)有的光復(fù)活研究大部分停留在普通細(xì)菌層面，對(duì)于抗生素耐藥細(xì)菌光復(fù)活情況的研究較少涉及，而耐藥細(xì)菌的復(fù)活程度將在很大程度上影響其后續(xù)耐藥性風(fēng)險(xiǎn)和再利用安全性，因而有必要針對(duì)紫外線消毒過(guò)程中耐藥細(xì)菌的復(fù)活特性展開(kāi)調(diào)研。另外，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究，細(xì)菌在經(jīng)過(guò)紫外線照射之后也會(huì)一定程度上發(fā)生暗復(fù)活現(xiàn)象，因此也有必要對(duì)不同復(fù)活方式細(xì)菌的復(fù)活情況展開(kāi)進(jìn)一步討論。

紅霉素在我國(guó)臨床治療等方面具有廣泛的應(yīng)用，其耐藥細(xì)菌和耐藥基因在污水處理廠污水中普遍被檢出。本文擬以耐紅霉素細(xì)菌作為研究對(duì)象，對(duì)典型的耐紅霉素細(xì)菌經(jīng)紫外線消毒后的復(fù)活特性展開(kāi)試驗(yàn)研究，考察了消毒劑量、復(fù)活方式、復(fù)活強(qiáng)度等因素對(duì)耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活程度的影響。此外，為了評(píng)價(jià)復(fù)活強(qiáng)度的影響，對(duì)比了耐紅霉素細(xì)菌的光復(fù)活和暗復(fù)活的復(fù)活情況；為了比較不同類型耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活情況，選擇耐紅霉素異養(yǎng)菌、糞大腸菌群和單一大腸桿菌三類細(xì)菌作為研究對(duì)象，考察其在紫外線消毒處理過(guò)程中的復(fù)活特性，并評(píng)價(jià)了經(jīng)紫外線消毒處理后紅霉素耐藥性的后續(xù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

1 材料與方法

1.1 污水采集與耐紅霉素細(xì)菌的篩選

本次試驗(yàn)所用污水取自上海市Q污水處理廠紫外線消毒前的水樣(即新鮮污水)，并作為實(shí)驗(yàn)室紫外線消毒及后續(xù)復(fù)活的樣品。該污水處理廠服務(wù)人口約20萬(wàn)人，主要進(jìn)水為周邊居民生活污水，處理規(guī)模為60 000 m3/d，主體工藝為A2/O(厭氧—缺氧—好氧)脫氮除磷工藝，水力停留時(shí)間為7.7 h；為了保障脫氮效果，在二沉池后又設(shè)置了曝氣生物濾池，濾料負(fù)荷為0.35 kg NH3-N/(m3濾料·d)，處理后的污水采用紫外線消毒。將2 L水樣收集于無(wú)菌聚乙烯取樣瓶后，置于冰上儲(chǔ)存并運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室立即進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。采集污水的常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)所用污水的常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)Table 1 Water quality indicators of wastewater for test

為了篩選耐紅霉素大腸桿菌，先將上述新鮮污水經(jīng)一系列梯度稀釋后各取1 mL加入含紅霉素(32 mg/L)的大腸桿菌選擇性培養(yǎng)基(HB7001，海博生物，青島)中，充分振蕩混合，待冷卻凝固后于37 ℃培養(yǎng)24 h，從中挑選2～3株菌株分別接種至1 mL液體LB培養(yǎng)基(NaCl 10g/L，酵母粉5 g/L，蛋白胨10 g/L，萬(wàn)古霉素32 mg/L，pH=7.2)中，于37℃150 r/min恒溫培養(yǎng)24 h；再將菌液于LB培養(yǎng)基平板(含紅霉素濃度為32 mg/L)進(jìn)行劃線分離后，挑取4～5株單菌落于液體LB培養(yǎng)基中，于37℃150 r/min恒溫培養(yǎng)24 h；最后取1%的量將上述菌液擴(kuò)培后分裝于2 mL離心管中，加入甘油于-40℃保存。另取一管純菌液送至上海杰李生物公司測(cè)序，鑒定發(fā)現(xiàn)菌株類型為大腸桿菌K12。

取冰凍保存的大腸桿菌K12菌液復(fù)蘇，在10 000 r/min下離心10 min，棄上清液，用PBS緩沖溶液將沉淀重新懸浮，然后加入濾膜過(guò)濾后的污水處理廠二沉池出水，充分振蕩后即為制備好的菌懸液。

1.2 紫外線消毒處理

在實(shí)驗(yàn)室采用低壓紫外平行光儀作為紫外線消毒光源，光源功率為120 W(TL 120 W/01,Philips)，光束在樣品表面中心位置的照射強(qiáng)度為0.17 mW/cm2，通過(guò)控制紫外線照射時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)控制水樣消毒劑量。根據(jù)Germicidal Fluence低壓汞燈紫外線照射強(qiáng)度計(jì)算軟件，可計(jì)算出特定水樣在中心位置紫外線照射強(qiáng)度下消毒劑量與時(shí)間的關(guān)系[13]。參照實(shí)際污水處理廠紫外線消毒劑量，本試驗(yàn)設(shè)定紫外線消毒劑量分別為1 mJ/cm2、10 mJ/cm2，對(duì)實(shí)際污水和篩選的耐紅霉素大腸桿菌K12樣品在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了消毒試驗(yàn)。經(jīng)紫外線消毒后的水樣用于測(cè)定耐紅霉素細(xì)菌的濃度。

1.3 復(fù)活處理

對(duì)紫外線消毒后的水樣進(jìn)行復(fù)活處理，復(fù)活處理分光復(fù)活、暗復(fù)活處理。其中，光復(fù)活處理是在實(shí)驗(yàn)室采用SPX-250B-G型微電腦光照培養(yǎng)箱作為光源，通過(guò)光強(qiáng)控制光復(fù)活劑量，在420 nm處光強(qiáng)分別為50 μW/cm2、20 μW/cm2和7.5 μW/cm2(UV-M型紫外輻照計(jì))，取20 mL采集的水樣放置于培養(yǎng)皿中，在室溫(25℃)于不同光強(qiáng)照射下處理1 h之后進(jìn)行取樣，測(cè)定耐藥細(xì)菌的濃度；暗復(fù)活處理是將采集的水樣經(jīng)紫外線消毒處理后，取20 mL于培養(yǎng)皿中用錫紙包好于室溫(25℃)遮光處理4 h、24 h之后進(jìn)行取樣，測(cè)定耐藥細(xì)菌的濃度。采用復(fù)活率評(píng)價(jià)細(xì)菌的復(fù)活情況，其計(jì)算公式為

(1)

式中：Np為復(fù)活后樣品細(xì)菌計(jì)數(shù)(CFU/mL)；N為紫外消毒后樣品細(xì)菌計(jì)數(shù)(CFU/mL)；N0為紫外消毒前樣品細(xì)菌計(jì)數(shù)(CFU/mL)。

1.4 耐藥細(xì)菌濃度的測(cè)定

本試驗(yàn)選取紅霉素作為研究對(duì)象，檢測(cè)耐紅霉素異養(yǎng)菌、糞大腸菌群和大腸桿菌K12的濃度。

采用平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行耐紅霉素異養(yǎng)菌濃度的測(cè)定，具體測(cè)定方法如下：先將樣品在150 r/min搖床中振蕩3 min以充分混合樣品，取1 mL混合充分的樣品進(jìn)行10倍連續(xù)梯度稀釋；再取1 mL以若干梯度稀釋的樣品分別置于皮氏培養(yǎng)皿，加入10 mL含8 mg/L紅霉素的營(yíng)養(yǎng)瓊脂(蛋白胨10 g/L，牛肉膏3 g/L，NaCl 5 g/L，瓊脂15 g/L，pH=7.2)后充分搖蕩以混合培養(yǎng)基和樣品；待冷卻凝固后將樣品放入恒溫培養(yǎng)箱中于37℃培養(yǎng)24 h，統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)在20～300 CFU/mL的培養(yǎng)皿，確定耐紅霉素異養(yǎng)菌的數(shù)目。每個(gè)梯度濃度的樣品均設(shè)置3個(gè)平行樣本。此外，將1 mL以同樣梯度稀釋的上述水樣加入不含紅霉素的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)計(jì)數(shù)操作，用來(lái)反映水樣中的耐紅霉素異養(yǎng)菌的總數(shù)。

耐紅霉素大腸桿菌K12濃度的測(cè)定參照上述耐紅霉素異養(yǎng)菌濃度的測(cè)定方法，不同之處只是將培養(yǎng)基換成培養(yǎng)大腸桿菌K12的LB培養(yǎng)基(酵母粉5 g/L，蛋白胨10 g/L，NaCl 10 g/L，瓊脂10 g/L，pH=7.2)。

采用濾膜法進(jìn)行耐紅霉素糞大腸菌群的測(cè)定，具體測(cè)定方法如下：將適量水樣注入已滅菌的放有濾膜(孔徑0.22 um)的過(guò)濾裝置中，并將截留細(xì)菌的濾膜貼于澆注好的M-FC培養(yǎng)基(HB0154，青島海博)上，在44.5℃溫度下培養(yǎng)24 h，記錄顏色為藍(lán)色或藍(lán)綠色且菌落數(shù)在5～60 CFU/mL的培養(yǎng)皿，從而計(jì)算出每1 L水樣中含有耐紅霉素糞大腸菌群的數(shù)目。

紅霉素濃度值的選取依據(jù)為美國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)2011發(fā)布的耐藥性標(biāo)準(zhǔn)CLSI(2011版)[14]中規(guī)定的各病原菌對(duì)該抗生素具有抗藥性的最低抑菌濃度且取最大值。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外線消毒劑量對(duì)耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活程度的影響

為了考察紫外線消毒劑量對(duì)耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活程度的影響，本試驗(yàn)采集Q污水處理廠二沉池出水水樣對(duì)耐紅霉素細(xì)菌進(jìn)行紫外線消毒復(fù)活處理(光復(fù)活、暗復(fù)活處理)，得到不同紫外線消毒劑量下耐紅霉素的異養(yǎng)菌、糞大腸菌群和大腸桿菌K12的復(fù)活率見(jiàn)表2。

表2 不同紫外線消毒劑量下3種耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活率Table 2 Reactivation of three types of erythromycin resistant bacteria under different disinfection dosages

由表2可知：

(1) 對(duì)于耐紅霉素異養(yǎng)菌，隨著消毒劑量的提高，經(jīng)紫外線消毒后細(xì)菌的復(fù)活率降低；對(duì)于不同復(fù)活條件下的耐紅霉素異養(yǎng)菌，在較低紫外線消毒劑量(1 mJ/cm2)下細(xì)菌的復(fù)活率(6.15%～21.54%)明顯高于較高紫外線消毒劑量(10 mJ/cm2)下細(xì)菌的復(fù)活率(0.18%～1.86%)。

(2) 對(duì)于耐紅霉素大腸桿菌K12，與耐紅霉素異養(yǎng)菌的復(fù)活趨勢(shì)類似，隨著消毒劑量的提高，紫外線消毒后細(xì)菌的復(fù)活率明顯降低；對(duì)于不同復(fù)活條件下的耐紅霉素大腸桿菌，在低紫外線消毒劑量(1 mJ/cm2)下細(xì)菌的復(fù)活率(3.61%～14.90%)明顯高于較高紫外線消毒劑量(10 mJ/cm2)下細(xì)菌的復(fù)活率(0.13%～0.87%)。

(3) 對(duì)于不同紫外線消毒劑量下耐紅霉素糞大腸菌群,其復(fù)活趨勢(shì)(見(jiàn)表4)也與耐紅霉素異養(yǎng)菌有相似之處，雖然總體復(fù)活水平不高，但均呈現(xiàn)出在較低紫外線消毒劑量(1 mJ/cm2)下細(xì)菌的復(fù)活率(1.02%～4.12%)明顯高于較高紫外線消毒劑量(10 mJ/cm2)下細(xì)菌的復(fù)活率(0.3%～0.09%)；對(duì)于部分細(xì)菌的復(fù)活率為負(fù)的情況，可以認(rèn)為紫外線消毒后短時(shí)間的暗復(fù)活處理并不足以使暫時(shí)失活的細(xì)菌復(fù)活。耐紅霉素異養(yǎng)菌與耐紅霉素糞大腸菌群在復(fù)活過(guò)程中表現(xiàn)出相似的趨勢(shì)，即隨著紫外線消毒劑量的提高，細(xì)菌的復(fù)活被明顯抑制，這可能與細(xì)菌的復(fù)活機(jī)理有關(guān)。紫外線消毒機(jī)理是使得細(xì)菌DNA形成嘧啶二聚體從而無(wú)法進(jìn)行蛋白質(zhì)合成和復(fù)制的調(diào)控，而細(xì)菌復(fù)活機(jī)制是首先復(fù)活酶與嘧啶二聚體結(jié)合，由于高紫外線消毒劑量處理后細(xì)菌DNA結(jié)構(gòu)被完全破壞，難以與復(fù)活酶結(jié)合，從而導(dǎo)致紫外線消毒劑量升高，細(xì)菌的復(fù)活程度降低。

2.2 復(fù)活條件對(duì)紫外線消毒后耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活的影響

為了考察不同復(fù)活條件(方式)對(duì)耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活程度的影響，本試驗(yàn)對(duì)紫外線消毒后耐紅霉素的異養(yǎng)菌、糞大腸菌群和大腸桿菌K12在光復(fù)活、暗復(fù)活處理后的復(fù)活情況進(jìn)行了研究，其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 復(fù)活條件對(duì)紫外線消毒后3種耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活程度的影響Fig.1 Reactivation of three types of erythromycin resistant bacteria after UV disinfection under different resuscitative modes

由圖1可見(jiàn)：對(duì)于耐紅霉素異養(yǎng)菌來(lái)說(shuō)，光復(fù)活處理后細(xì)菌的復(fù)活率為6.1 %～21.4 %，而暗復(fù)活細(xì)菌的復(fù)活率維持在15.2 %左右；對(duì)于耐紅霉素糞大腸菌群，光復(fù)活處理后細(xì)菌的平均復(fù)活率均要高于暗復(fù)活處理；對(duì)比兩種典型的復(fù)活方式(光復(fù)活和暗復(fù)活)，在一定的紫外線消毒劑量下光復(fù)活處理后細(xì)菌的平均復(fù)活水平要高于暗復(fù)活處理；對(duì)于耐紅霉素大腸桿菌K12來(lái)說(shuō)，光復(fù)活處理后細(xì)菌的平均復(fù)活率(3.7 %～14.9 %)也要高于暗復(fù)活處理(3.6 %～3.9 %)。總體上看，耐紅霉素細(xì)菌在光復(fù)活處理后的復(fù)活程度要普遍高于暗復(fù)活處理，這可能是因?yàn)樵谧贤饩€消毒后細(xì)菌復(fù)活是由光照催化進(jìn)行的，因而在光照條件下細(xì)菌的復(fù)活情況會(huì)比黑暗條件下更為顯著。因此，對(duì)于污水處理廠污水經(jīng)紫外線消毒處理后，耐紅霉素細(xì)菌的光復(fù)活現(xiàn)象會(huì)在一定程度上增加生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)引起重視。

2.3 復(fù)活強(qiáng)度對(duì)紫外線消毒后耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活程度的影響

本試驗(yàn)還對(duì)紫外線消毒處理后光復(fù)活和暗復(fù)活強(qiáng)度對(duì)耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活程度的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：對(duì)于耐紅霉素異養(yǎng)菌和耐紅霉素大腸桿菌K12而言，在光復(fù)活處理的條件下，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，細(xì)菌的復(fù)活程度不斷提高；而對(duì)于耐紅霉素糞大腸菌群而言，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，細(xì)菌的復(fù)活率出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，表明細(xì)菌的復(fù)活程度被抑制。 這可能是由于細(xì)菌光復(fù)活過(guò)程是由光照催化發(fā)生，因此隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)耐紅霉素異養(yǎng)菌和耐紅霉素大腸桿菌K12的光復(fù)活程度也不斷提高；但對(duì)于耐紅霉素糞大腸菌群而言，由于糞大腸菌群主要生活在人畜腸道內(nèi)部，長(zhǎng)期的黑暗環(huán)境生活使其對(duì)于光照較為敏感，較高的光照強(qiáng)度可能會(huì)抑制糞大腸菌群的生長(zhǎng)。

對(duì)于耐紅霉素的異養(yǎng)菌、糞大腸菌群和大腸桿菌K12而言，其暗復(fù)活程度都隨著復(fù)活時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增強(qiáng)，這說(shuō)明在沒(méi)有光照催化的情況下，延長(zhǎng)復(fù)活時(shí)間會(huì)促進(jìn)耐藥細(xì)菌更為顯著的復(fù)活，因此對(duì)于污水處理廠出水進(jìn)入管網(wǎng)之后，較長(zhǎng)的復(fù)活時(shí)間會(huì)使得耐紅霉素細(xì)菌的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增大。

已有研究表明，紫外線消毒后細(xì)菌復(fù)活分兩個(gè)階段[15]：①?gòu)?fù)活酶與嘧啶二聚體形成絡(luò)合物，此反應(yīng)不需光照參加；②在光照催化下，嘧啶二聚體解聚恢復(fù)生物活性，復(fù)活酶脫落與其他嘧啶二聚體結(jié)合。當(dāng)紫外線消素劑量較高時(shí)，細(xì)菌的DNA結(jié)構(gòu)被完全破壞，復(fù)活酶難以與嘧淀二聚體結(jié)合，因而高劑量紫外線消毒后細(xì)菌的復(fù)活程度很低。由于光催化加速了反應(yīng)進(jìn)程，因此相較于暗復(fù)活，細(xì)菌的光復(fù)活程度更為明顯。對(duì)于耐紅霉素異養(yǎng)菌和大腸桿菌K12，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)催化速率不斷提升，使得細(xì)菌復(fù)活程度隨光照增強(qiáng)更為顯著；對(duì)于耐紅霉素糞大腸菌群，由于其多數(shù)處在人畜腸道黑暗的環(huán)境中，高光強(qiáng)對(duì)其生長(zhǎng)有一定的抑制作用，因此強(qiáng)光情況下會(huì)抑制其復(fù)活情況。

對(duì)比研究耐紅霉素異養(yǎng)菌與耐紅霉素糞大腸菌群中細(xì)菌的復(fù)活特性可知，當(dāng)紫外線消毒劑量為10 mJ/cm2時(shí)，耐紅霉素細(xì)菌基本沒(méi)有復(fù)活，說(shuō)明耐紅霉素細(xì)菌中并不存在對(duì)紫外線消毒有強(qiáng)烈抗性的細(xì)菌種類。然而一般實(shí)際污水處理廠的紫外線消毒劑量常常低于5 mJ/cm2，甚至在1～2 mJ/cm2左右，此時(shí)經(jīng)紫外線消毒后耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活情況較為明顯，因此低紫外線消毒劑量下耐紅霉素細(xì)菌的后續(xù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)需要引起關(guān)注。

2.4 對(duì)耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)控制

為了考察耐紅霉素細(xì)菌在紫外線消毒處理后復(fù)活時(shí)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)上述試驗(yàn)得到的耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活情況數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析，結(jié)果顯示：實(shí)驗(yàn)室中紫外線消毒(劑量為1 mJ/cm2)處理后耐紅霉素細(xì)菌均出現(xiàn)較為顯著的復(fù)活情況，而實(shí)際污水處理廠的紫外線消毒劑量普遍不高(1 mJ/cm2左右)，說(shuō)明污水處理廠經(jīng)紫外線消毒處理后的耐紅霉素細(xì)菌的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)有一定的增加。其中，對(duì)于耐紅霉素異養(yǎng)菌，高光強(qiáng)的光復(fù)活會(huì)很大程度地增加其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于耐紅霉素糞大腸菌群，低光強(qiáng)的光復(fù)活對(duì)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增加的影響最大。而對(duì)于耐紅霉素細(xì)菌的暗復(fù)活，長(zhǎng)時(shí)間的暗復(fù)活處理也會(huì)使耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活程度更為明顯，提升其相應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

上述研究結(jié)果表明耐紅霉素細(xì)菌在經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理后會(huì)出現(xiàn)一定的復(fù)活情況，這種復(fù)活情況以及受相應(yīng)影響因素的變化與紫外線消毒后細(xì)菌的復(fù)活機(jī)制有一定的聯(lián)系，光照催化復(fù)活反應(yīng)使得細(xì)菌復(fù)活隨光照增強(qiáng)更為顯著。本研究以紅霉素為例，考察了其耐藥細(xì)菌的復(fù)活特性，結(jié)果表明：10 mJ/cm2以上的紫外線消毒劑量可以有效地控制耐藥細(xì)菌的復(fù)活情況，但降低紫外線消毒劑量則會(huì)出現(xiàn)較為顯著的細(xì)菌復(fù)活情況，其中以光復(fù)活為主，耐藥細(xì)菌的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)反而有所增加[16]。實(shí)際污水處理廠運(yùn)行期間，尤其是當(dāng)紫外線消毒設(shè)備運(yùn)行年限較長(zhǎng)時(shí)，其有效照射劑量一般低于5 mJ/cm2，此時(shí)耐藥細(xì)菌的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)需要引起重視。

3 結(jié) 論

(1) 紫外線消毒劑量對(duì)于耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活有較為明顯的影響：低劑量紫外線消毒后耐紅霉素細(xì)菌會(huì)出現(xiàn)顯著的復(fù)活現(xiàn)象，而高劑量紫外消毒后其復(fù)活情況并不明顯；當(dāng)紫外線消毒劑量為1 mJ/cm2時(shí)，耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活程度比10 mJ/cm2時(shí)更為顯著。

(2) 對(duì)于耐紅霉素細(xì)菌復(fù)活而言，光復(fù)活處理比暗復(fù)活處理更為顯著，對(duì)于提升其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)較大。

(3) 耐紅霉素異養(yǎng)菌和大腸桿菌K12隨光照的增強(qiáng)其光復(fù)活程度顯著，而高光強(qiáng)在一定程度上會(huì)抑制耐紅霉素糞大腸菌群的復(fù)活；而對(duì)于耐紅霉素細(xì)菌的暗復(fù)活，長(zhǎng)時(shí)間的暗復(fù)活處理會(huì)增加耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活程度，提升其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

(4) 在實(shí)際污水處理廠運(yùn)行過(guò)程中，低劑量紫外線消毒處理后會(huì)在一定程度上出現(xiàn)耐紅霉素細(xì)菌顯著復(fù)活的情況，而后收納水體經(jīng)光照處理后耐紅霉素細(xì)菌的復(fù)活情況會(huì)進(jìn)一步顯著，相應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)不斷提升，因此耐紅霉素細(xì)菌的后續(xù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)必須要引起重視。

通訊作者：呂瑞濱(1981—)，男，工程師，主要從事化工環(huán)保、資源綜合利用、能源動(dòng)力等技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐方面的研究。E-mail:lvruibin@126.com