文 献 综 述

纳米金属氧化物颗粒对污水中耐药细菌的生态毒性研究

Study on the ecological toxiecity of nano metal oxide particles to the drug resistant bacteria in sewage

抗生素作为人类伟大发现之一，对人类以前束手无策的疾病的治疗发挥出重要的作用，但随着时间的推移，人类大肆利用抗生素，导致抗药细菌和抗药基因的产生，反而对疾病的预防和治疗产生了很大的威胁，越来越多的抗药细菌在环境和污水中被发现。在医院里，据调查发现，抗生素使用量居临床用药首位，占整个药品预算的百分之三十左右，并据有关科研者对综合医院的调查，在1565份病例中有1112份使用了抗生素, 使用率百分之七十点九, 外科系统抗生素使用率百分之八十八点三, 内科系统抗生素使用率百分之五十八点八，抗生素使用前五位：青霉素类、头孢菌素类、喹诺酮类、抗厌氧类、氨基糖苷类^[1］。而在养殖业里，年产21万吨抗生素，将近百分之五十的抗生素被用于养殖业^[2］。一系列的过量使用导致耐药细菌大量产生。某耐药细菌是指对抗生素等抗菌药物产生耐药性，使抗菌药物不能发挥出原有效果的一类细菌。自然界的微生物可分为能产生抗菌药物和不能产生抗菌药物这两类微生物。这两种微生物不是隔离存在的，所以细菌难免会产生一定的抗药性，这是细菌产生抗药性的自然过程。随着抗生素的发现，人开始大肆使用抗生素，环境中检出抗生素浓度可达μg/L-mg/L级别，大量的使用，导致细菌加快了对抗生素的耐药过程^[3]。在工业污水中，畜牧业养殖业等地方都有耐药细菌的影子。环境中耐药基因被称为新型污染物，开始受到人们的广泛重视。耐药细菌的治理越来越成为当今社会急需处理的问题。

1 耐药细菌在污水中的检出和分布

城市污水处理厂被认为是抗生素及其诱导产生的抗生素耐药细菌和抗性基因传播、扩散进入环境的源头^[4]。目前在污水厂中检出了多种耐药细菌和耐药基因。以不动杆菌作为细菌耐药性指示菌，对医院和制药厂的排放污水进行检测，结果表明，医院污水中单重耐药率为51.3%，多重耐药率为6.3%; 制药废水中单重耐药性可达28.1%，多重耐药率为63.2%，均明显高于污水排放口上游河水的细菌耐药率，而城市污水厂出水的抗性基因种类明显多于排放口下游自然水体中的抗性基因种类^[5,6]。

2 纳米材料及其在污水中的检出与分布

简而言之，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料^[7]。金属及金属氧化物纳米材料的性能在很多方面优于常规尺寸的金属及金属氧化物材料，因此，其使用已遍及生产、生活的诸多领域，因而人们的接触机会日益增多。据市场分析资料表明，大多数商品化纳米颗粒多是金属及金属氧化物^[8]。纳米材料的理化性质也不同于宏观物质和微观粒子，具体的性能差异主要表现在:化学性能，催化性能，光学性能和电磁性能。随着纳米材料广泛应用，污水处理厂中纳米材料也越来越多。据相关报道，自然水体中总的纳米颗粒浓度在1-100μg/L 之间，而污水厂中纳米颗粒的浓度可能处于mg/L的水平^［9］。