研究人员在南加州回收的废水中发现了耐抗生素基因

废水回收利用给环境带来了各种好处,但也带来了一个巨大的挑战:耐抗生素基因可能导致我们没有药物治疗的超级细菌。

南加州大学维特比工程学院的亚当·斯密想知道更多。史密斯是桑尼?阿斯塔尼(Sonny Astani)土木与环境工程系(Department of Civil and Environmental Engineering)的助理教授。

他们发现,先进的地下水处理设施将几乎所有的靶向耐药基因降低到可检测的限度以下。然而,在含水层样本中,耐抗生素基因几乎无处不在——包括来自用处理过的水重新充电的地方的样本。这项研究上个月发表在《环境科学》杂志上信技术。

使用环境屏障作为水净化过程中的一个步骤的处理方法,称为间接再利用处理,传统上被认为是更可靠的。但是USC的维特比研究发现,直接再利用的方法——那些不引入环境缓冲的方法——可能在生产纯净的饮用水方面更有优势。

原因在于环境中的耐抗生素基因会污染饮用水。有些抗药性基因是自然产生的。但总的来说,抗生素的过度使用导致了它们的存在,以及耐抗生素基因和其他病原体在供水中的增加。

耐药基因是如何通过水处理系统传播的

一般来说,废水首先在处理设施处理,然后通过以下两种方式之一处理:

  • 在间接再利用中,纯净水被注入到环境缓冲层中,就像一个含水层。随后,水从含水层中抽出,在饮用水处理厂进一步处理,然后加入公共供水系统。
  • 在直接再利用中,纯净水不会返回到环境缓冲液中,而是留在工程水循环中,从废水处理厂到水回用厂,再到饮用水处理厂,然后流出到你的水龙头中。

由于废水处理厂一般不是为去除抗生素等微污染物而设计的,因此它们往往存在于处理系统中。当这些水被引入到已经存在耐抗生素基因的含水层时,它们可能会被这些基因和耐抗生素细菌污染。

史密斯说,耐抗生素基因是“一种令人担忧的具有挑战性的新兴污染物,因为我们在工程水循环中依赖生物处理。”

在进入所谓的“后抗生素时代”之前,我们必须迅速采取行动。在这个时代,细菌感染已经无法治疗。

亚当•斯密

他说:“因为它们是生物污染物,是被释放到环境中的DNA小片段,所以在接受它们的环境中,细菌可以吸收它们,使它们产生抗药性,从而使抗药性的扩散持续下去。”

废水回用是应对全球供水日益增加的压力的普遍选择,而且可能比海水淡化等选择更好,相比之下,海水淡化既昂贵又能耗低。消除存在于环境水缓冲器中的未知因素可能是确保进入我们水龙头的水没有耐抗生素基因和其他有害污染物的一种方法。

“减少抗生素耐药性的全球传播需要一种跨环境和临床系统的跨学科方法,”Smith说。“在进入所谓的‘后抗生素时代’之前,我们必须迅速采取行动。在这个时代,细菌感染已经无法治疗。”


这项工作由国家粮食和农业研究所资助(奖励号2016-68007-25044)。史密斯的团队包括南加州大学维特比分校的博士生菲利普·王和阿里·扎雷-贝吉。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.usc.edu/161751/antibiotic-resistant-genes-southern-california-recycled-waterwater/