采用电化学驱动的紫外/氯工艺去除抗生素耐药菌及耐药基因

主要结果

UV相关体系（UV、UV/Cl2、E-UV/Cl2）中ARB的去除效果远高于单独电解和单独氯氧化过程。但单独UV照射处理后，水样中的ARB存在明显的光复活现象。因此，UV/Cl2和E-UV/Cl2两种高级氧化技术对于ARB去除更高效和彻底。

UV/Cl2和E-UV/Cl2中ARGs的去除明显高于单独电解、氯氧化和UV光解。且含有ARG的细胞质粒经UV/Cl2和E-UV/Cl2处理后，被打断成小的碎片(< 30 nm)，远低于四种目标ARGs（tetA、sul1、sul2和ermB）的理论长度。

图1. ARGs的去除

由于ARB和ARGs去除所需的时间较短(5 min)，因此在E-UV/Cl2过程中产生的三卤甲烷(THMs)浓度不显著，远低WHO规定的饮用水中的阈值(80μg/L)。该结果表明，E-UV/Cl2是一种高效且安全的水中抗性去除的技术。

图2. THMs浓度

与UV/Cl2相比，E-UV/Cl2去除i-ARG的EEO值略高。然而，应该注意的是，对于UV/Cl2中EEO计算，省略了次氯酸钠溶液运输和储存相关的等效能源成本，因为这些成本取决于许多因素，例如氯溶液的运输距离和储存时间。当考虑到这些成本时，UV/Cl2的EEO值可能会大大增加。因此，就能耗成本而言，预计E-UV/Cl2在分散式水处理中去除ARGs方面可能更有竞争力。

图3. 能耗对比

研究结论

本研究从地下水中ARB和ARGs的去除效果、能耗和消毒副产物形成方面，对比了传统UV/Cl₂技术与E-UV/Cl₂技术，结果表明两者可以实现相似的水处理性能，但E-UV/Cl₂技术可有效解决UV/Cl₂中次氯酸钠溶液造成的局限性。综上所述，E-UV/Cl₂技术可以作为替代传统UV/Cl₂技术的一种选择，更切实可行和灵活地用于分散式水处理。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122298.