在饮用水处理过程中,太阳能驱动的过程能否有效控制抗生素耐药性和细胞毒性?

由于处理和未经处理的废水的处置,在各种水生环境中已检测到抗生素,抗生素耐药细菌和抗生素耐药基因。它们在水中的出现对全世界人类和动物健康构成威胁,因为它们可以促进抗生素耐药性(AR)的传播,从而降低抗生素对人类和动物病原体的治疗潜力。由于世界上一些地理区域缺乏地下水资源,地表水成为生产饮用水的最佳选择。但是,由于与地下水相比,地表水受到污染的风险更高,因此地表水应在饮用前进行适当处理和/或消毒。

用于水处理的太阳能反应堆

图1所示。用于水处理的太阳能反应堆

水消毒可能是减少AR传播的一种可能解决方案,但氯化等传统工艺会产生危险的消毒副产物(dbp)。事实上,氯与有机物和其他前体发生反应,形成受调节的和新出现的致癌dbp(如三卤甲烷)。流行病学研究表明,摄入或接触水中超过最大控制水平的DBPs可能与肝脏、肾脏、中枢神经系统问题以及膀胱癌和结直肠癌风险增加有关。

为了寻找有效的消毒方法,在本研究中,氧化剂/催化剂与紫外线辐射(H2O2/紫外线,TiO2/UV和N-TiO2/UV)(也称为高级氧化过程(AOPs)),与氯化法在AR失活中的作用进行比较大肠杆菌大肠杆菌)在地表水中的张力。在AOPs中,紫外线人造光可以被阳光取代,从而节省了能源成本,并使太阳能驱动的AOPs成为小型社区生产饮用水的可行且有吸引力的选择(图1)。

图2所示。AR的失活大肠杆菌H应变2O2/UV, UV和H2O2

在这项工作中,为了满足实验需要,用一种特殊的紫外线灯模拟阳光。在研究条件下,氯化(1.0 mg L1)是实现初始细菌密度完全失活的更快过程(2.5分钟)。在AOPs中,H2O2/UV产生最佳的失活率:在45分钟的处理中实现了完全失活(图2)。此外,尽管地表水的氯化会导致有毒副产物(其中包括氯仿)的形成,但细胞毒性测试并未显示两种研究过程之间的显着差异。因此,需要进一步的研究表明,这些新的消毒过程是一种可靠的替代氯化。

路易吉里索
萨勒诺大学土木工程系,意大利菲斯恰诺(SA) 84084

出版

氯化和高级氧化工艺对地表水的消毒:一种耐抗生素大肠杆菌菌株的失活和细胞毒性评价。
Miranda AC, Lepretti M, Rizzo L, Caputo I, Vaiano V, Sacco O, Lopes WS, Sannino D
环境科学,2016年6月1日

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