微生物電化學(xué)技術(shù)去除水體中抗生素的研究進(jìn)展

周樂安，蔣倩，孫士權(quán)，張偉，高陽(yáng)，王鑫

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 水利工程學(xué)院；湖南省環(huán)境保護(hù)河湖疏浚污染控制工程技術(shù)中心，長(zhǎng)沙 410114；2.南開大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300350)

抗生素的發(fā)現(xiàn)與使用，極大地改善了人類健康狀況，提高了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高效發(fā)展。據(jù)報(bào)道，全世界范圍內(nèi)抗生素被廣泛使用，世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦的抗菌藥物應(yīng)用率為30%，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家約為10%，發(fā)展中國(guó)家約為42%[1]。報(bào)告指出，亞洲地區(qū)已經(jīng)成為全球最大的抗生素用藥市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模約占全球總量的37.9%(2016—2022年中國(guó)抗生素市場(chǎng)深度調(diào)查與未來發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告)。中國(guó)2013年抗生素消費(fèi)總量約為16.2萬(wàn)t，其中，人類醫(yī)療消耗約48%，剩余部分則用于畜牧業(yè)[2]。2018年約70%的住院病人以及20%的門診病人使用抗生素類藥物，這一數(shù)據(jù)約為發(fā)達(dá)國(guó)家使用率的兩倍[3]。抗生素經(jīng)使用后，可通過不同途徑進(jìn)入到水體中(圖1)，其中，主要包括污水處理廠的出水排放、畜牧業(yè)禽畜的飼養(yǎng)、魚類孵化場(chǎng)以及地表徑流等。

圖1 抗生素進(jìn)入水體的途徑[4]Fig.1 Pathway of antibiotic entering

1 水體抗生素污染及其處理方法

1.1 水體抗生素污染現(xiàn)狀

抗生素的廣泛使用，使得水體成為環(huán)境中抗生素最重要的歸宿地之一。由于城市生活污水處理廠對(duì)于抗生素的降解效率較為低下，抗生素?zé)o法在處理過程中消除活性而進(jìn)入環(huán)境，尤其是水環(huán)境中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，抗生素經(jīng)處理后大約仍有5.38萬(wàn)t排放進(jìn)入環(huán)境[2]。研究指出，水產(chǎn)養(yǎng)殖中約80%的抗生素會(huì)在水環(huán)境中釋放[5]。……