抗生素及其抗性基因在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的污染與消除技術(shù)研究進(jìn)展

張羨宇，馬鵬飛，李娜，張鶯臍，張倩，劉鷹

（1.大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院，遼寧 大連 116023；2.大連海洋大學(xué)設(shè)施漁業(yè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116023）

抗生素作為一類抗菌劑被廣泛應(yīng)用于人和動物的細(xì)菌性疾病的治療，在畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)曾作為飼料添加劑以促進(jìn)養(yǎng)殖生物生長和病害防控。然而，抗生素的吸收利用率較低，70%的抗生素隨著機(jī)體的代謝排放，最終進(jìn)入水環(huán)境[1]。水環(huán)境中抗生素殘留會導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，形成抗生素抗性菌（Antibiotic resistance bacteria,ARB）和抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs），可能會加速產(chǎn)生超級細(xì)菌，嚴(yán)重威脅公共健康安全[2]。此外，環(huán)境中“假持久性”殘留的抗生素可能會對一些非靶標(biāo)生物產(chǎn)生毒性作用，長期低濃度抗生素暴露還可能會引起一系列遺傳毒性效應(yīng)[3]。目前，抗生素及抗性基因在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的污染現(xiàn)象較為普遍，亟待提升對抗生素及抗性基因潛在風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識及排放監(jiān)管力度。綜上，本文通過綜述了近年來在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素和抗性基因的污染現(xiàn)狀，總結(jié)現(xiàn)有消除技術(shù)的應(yīng)用情況及限制性，以期為制定養(yǎng)殖尾水排放標(biāo)準(zhǔn)提供支撐。

1 抗生素和抗性基因在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的污染現(xiàn)狀

1.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素的來源與歸趨

中國是世界上最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)國，占全球供應(yīng)量的71%，也是全球最大的抗生素生產(chǎn)國和使用國[4]。在畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖活動中，抗生素常被用于疾病的預(yù)防治療或作為飼料添加劑用于促進(jìn)養(yǎng)殖生物生長，然而僅有20%～30%的抗生素被吸收利用，其余的抗生素隨著食物殘?jiān)图S便排放，最終進(jìn)入水環(huán)境[5]，因此水產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)被認(rèn)為是環(huán)境中抗生素的主要來源之一。此外，生活及醫(yī)療廢水中也殘留較高水平的抗生素。污水處理廠對水體中有機(jī)污染物的處理效率較為有限，含有抗生素的廢水會被排放進(jìn)入近岸海域，或轉(zhuǎn)移進(jìn)入地下水、地表水，甚至是飲用水中[6]。污水處理廠的出水也被認(rèn)為是水環(huán)境中抗生素的主要來源之一。Zhang等[7]對2013 年中國抗生素的使用及排放的調(diào)查結(jié)果顯示，我國常用的36 種抗生素的總使用量為9.27 萬t，約有5.38 萬t 被排放到環(huán)境中，其中，海河和珠江流域抗生素預(yù)測環(huán)境濃度值最高，單位面積的排放量每年平均超過79.3 kg/km2。在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)附近的河流、湖泊、近岸海域及沉積物中均檢測到多種抗生素（表1）。

表1 抗生素的檢出種類及含量Table 1 Types and contents of the detected antibiotics

抗生素進(jìn)入水環(huán)境后易被吸附并蓄積在沉積物中，較難降解[15]，成為抗生素的“儲存庫”，養(yǎng)殖區(qū)沉積物中的抗生素水平往往高于其在水體中的濃度[16]。殘留的抗生素一部分會溶解于水體中，一部分沉積在底泥中，另一部分被水生動物吸收。水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域附近的水源通常僅經(jīng)過簡單沉淀過濾處理便直接用于養(yǎng)殖生產(chǎn)活動。養(yǎng)殖水環(huán)境中殘留的抗生素會在養(yǎng)殖生物體內(nèi)不同組織中富集，引起養(yǎng)殖蝦類和魚類體內(nèi)抗生素殘留超標(biāo)，使得我國水產(chǎn)品進(jìn)入歐盟、日本、韓國等國市場受阻，嚴(yán)重影響我國水產(chǎn)品出口貿(mào)易，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。近些年，我國養(yǎng)殖水產(chǎn)品中先后出現(xiàn)了氯霉素、環(huán)丙沙星、孔雀石綠和硝基呋喃等抗生素類藥物殘留事件，養(yǎng)殖水產(chǎn)品的質(zhì)量安全受到廣泛關(guān)注[17]。

1.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素殘留的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

抗生素隨廢水排放等途徑不斷進(jìn)入養(yǎng)殖水環(huán)境，導(dǎo)致其在環(huán)境中呈“假持久性”存在，水生生物長時(shí)間暴露在受抗生素污染的環(huán)境存在較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和健康風(fēng)險(xiǎn)?？股貢诓煌瑺I養(yǎng)級的生物體內(nèi)積累，且部分抗生素沿食物鏈傳遞具有生物放大的風(fēng)險(xiǎn)。在萊州灣近岸區(qū)域由19 種海洋生物構(gòu)成的食物網(wǎng)中多種磺胺類抗生素發(fā)生了生物放大效應(yīng)，營養(yǎng)級放大因子為1.4～3.9[18]?？股貧埩暨€可能會對養(yǎng)殖環(huán)境中非標(biāo)靶生物產(chǎn)生毒性效應(yīng)，包括藻類、浮游動物及發(fā)育早期的養(yǎng)殖生物等。上海市水環(huán)境中常被檢出的3 種持久性殘留抗生素（磺胺甲惡唑、土霉素和氟苯尼考）對小球藻（Chlorella pyrenoidosa）、費(fèi)氏弧菌（Vibrio fischeri）、大型溞（Daphnia magna）和斑馬魚（Danio rerio）胚胎4 個(gè)營養(yǎng)級生物的毒性試驗(yàn)及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果顯示，土霉素對4 種模式生物均表現(xiàn)出較高的毒性作用[19]。然而，在實(shí)際養(yǎng)殖水環(huán)境中不僅存在某單一種類的抗生素，多種抗生素共存可能會對水生生物產(chǎn)生相加，甚至協(xié)同的毒性作用。紅霉素、恩諾沙星、磺胺甲惡唑三種抗生素兩兩聯(lián)合使用對普通小球藻（Chlorella vulgaris）96 h 的急性毒性實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)出協(xié)同作用[20]。水生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者對抗生素敏感性較高，低濃度抗生素持久性存在可能會引起水體中浮游植物的大量生長，包括東海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）、球形棕囊藻（Phaeocystis globosa Scherffel）和尖刺擬菱形藻（Pseudonitzschia pungens）等赤潮藻類，可能會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響[21,22]。抗生素殘留也會改變養(yǎng)殖水體中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成，干擾多種微生物功能，影響水和土壤中微生物氮轉(zhuǎn)化、有機(jī)物降解及營養(yǎng)循環(huán)，破壞水生態(tài)平衡[23]?？股貧埩暨€會誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生抗性基因，甚至誘導(dǎo)產(chǎn)生耐藥性極強(qiáng)的超級細(xì)菌，在不同養(yǎng)殖環(huán)境介質(zhì)及養(yǎng)殖生物體內(nèi)傳播，極大威脅人類健康。

1.3 水產(chǎn)養(yǎng)殖中抗性基因的產(chǎn)生及污染現(xiàn)狀

抗生素殘留不斷對水環(huán)境中的微生物群落造成脅迫壓力[24]，直接導(dǎo)致抗性基因的產(chǎn)生和傳播。水產(chǎn)養(yǎng)殖中殘留的抗生素在水體中和沉積物中不斷積累，細(xì)菌微生物通過隨機(jī)染色體突變或水平基因轉(zhuǎn)移獲得抗生素抗性基因，導(dǎo)致水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)環(huán)境及其周邊區(qū)域的微生物耐藥性增加[25]。位于可移動遺傳元件上的基因片段可通過水平基因轉(zhuǎn)移的方式移動到其他微生物內(nèi)，使得養(yǎng)殖環(huán)境中更多的微生物獲得抗性基因片段[26,27]，促進(jìn)耐藥細(xì)菌的形成。這使得抗生素的有效作用劑量不斷提高，甚至在高出初始使用劑量5 倍的情況下仍無法取得令人滿意的治療效果。已有調(diào)查研究顯示，水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)的水體和底泥以及養(yǎng)殖動物體內(nèi)均檢測到多種抗性基因，包括養(yǎng)殖中常用抗生素種類的抗性基因，如四環(huán)素類抗性基因、磺胺類抗性基因和大環(huán)內(nèi)酯類抗性基因等。水產(chǎn)動物源常見的病原菌如副溶血弧菌（Vibrio parahemolyticus）、嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila）、梅氏弧菌（Vibrio metschnikovii）等在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境及腸道微生物中常被檢測到以質(zhì)粒的形式攜帶多種抗性基因（表2）。

表2 水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)抗性基因的污染情況Tab.2 Contamination of antibiotic resistance genes in aquaculture areas

抗性基因的種類和豐度與養(yǎng)殖模式、種類和密度密切相關(guān)。在中國水產(chǎn)養(yǎng)殖場中檢出的抗性基因種類比國外更豐富。在天津水產(chǎn)養(yǎng)殖場中的檢出的抗性基因中，磺胺類抗性基因最為普遍，相對豐度最高（3.0×10-5～3.3×10-4sul1/16S rDNA、2.0×10-4～1.8×10-3sul2/16S rDNA）[45]。在廣東省3 個(gè)畜禽水產(chǎn)綜合養(yǎng)殖場，水和沉積物中均存在多種抗性基因，均檢出四環(huán)素類（tetA 和tetM）和磺胺類抗性基因（sul1 和sul2）[46]。在大連莊河地區(qū)的養(yǎng)殖池塘及網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)中均檢測到磺胺類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類和氯霉素類抗性基因[35]。然而，許多研究表明：在一些未使用過抗生素的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境和其他使用過抗生素的畜牧養(yǎng)殖環(huán)境中也檢測到了抗性基因的存在和傳播[47]。在未投加抗生素的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，抗性基因的豐度由養(yǎng)殖動物、糞便、飼料以及處理單元的選擇作用共同決定[34]。多項(xiàng)調(diào)查研究提示，水產(chǎn)養(yǎng)殖活動造成了多種抗生素和抗性基因的污染，攜帶抗性基因的抗性菌可通過水平轉(zhuǎn)移的方式在水環(huán)境中傳播，對全球公共健康和生態(tài)安全存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。

2 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素和抗性基因的消除技術(shù)

目前，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素及抗性基因檢出頻繁且種類較多，但并未有專門針對抗生素及抗性基因的監(jiān)測及相關(guān)的管控。許多研究關(guān)注污水處理廠中抗生素及抗性基因的去除特性，而對于水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素及抗性基因污染的研究還較少。本文評價(jià)了水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用的幾種消毒方式對抗生素及抗性基因的消除效果。

2.1 氯化消毒技術(shù)

氯化消毒通常以游離氯和二氧化氯為消毒劑消除污染物，因其成本較低在全球水處理領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，也是水產(chǎn)養(yǎng)殖源水處理的重要消毒方式[48]。研究表明，游離氯濃度為5 mg/L、10 mg/L 和15 mg/L 時(shí)可完全去除城市污水環(huán)境中的青霉素、四環(huán)素等污染物[49]。氯化消毒主要依賴產(chǎn)生的游離氯，所以pH 是氯化消毒的關(guān)鍵因素，大多抗生素在pH5.5～8.5 之間去除效率較好[50]?？股氐姆N類也會影響氯化消毒的效率，陰離子類抗生素比陽離子類抗生素的去除效率更高[51]。然而，氯化消毒可能會產(chǎn)生毒性較強(qiáng)的消毒副產(chǎn)物。喹諾酮氯化后對發(fā)光菌的毒性作用增強(qiáng)，四環(huán)素氯化后也會生成毒性較強(qiáng)的消毒副產(chǎn)物[52,53]。氯化消毒是水產(chǎn)養(yǎng)殖中最常用的滅菌方法，其成本低、應(yīng)用廣，對細(xì)菌的殺滅率高。游離氯直接作用于細(xì)菌細(xì)胞外膜的蛋白質(zhì)或肽聚糖，使細(xì)胞內(nèi)大分子泄漏而滅活細(xì)菌[54]。游離氯液可作用于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的目標(biāo)成分（如DNA、RNA、酶），造成抗性基因片段的裂解[55]。然而，由于實(shí)驗(yàn)條件的差異，氯化對尾水中抗性基因的去除作用相差較大。對282 種抗性基因和13 種可移動遺傳元件進(jìn)行氯化消毒處理結(jié)果顯示，4 mg Cl2/L 的游離氯消毒處理30 min，多種抗性基因和可移動遺傳元件均顯示出較高的去除率[56]。但也有研究表明，在15 mg Cl2·min/L 條件下對四環(huán)素類抗性基因和紅霉素類抗性基因無顯著去除作用[57]。即使將游離氯濃度提高到300 mg Cl2·min/L，與原始氯濃度相比，抗性基因的含量也沒有顯著降低[58]。還有報(bào)道顯示：氯化消毒可能會促進(jìn)抗性基因的發(fā)生[59]。養(yǎng)殖水環(huán)境中殘留游離氯可能危害養(yǎng)殖生物[60]。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中氯化消毒是否有助于去除抗生素和抗性基因還需更深入的研究。

2.2 紫外線消毒技術(shù)

紫外線消毒技術(shù)效果好、使用方便、無需額外添加化學(xué)物質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于水處理中[61]。抗生素分子吸收光能后變成激發(fā)態(tài)從引發(fā)各種反應(yīng)，可通過直接光解、間接光解和自敏化光解等方式被去除[62]。大量研究表明：紫外線（UV）輻照可有效地去除水溶液中的抗生素，尤其是對于較難被降解的抗生素去除效果顯著[63]。在避光條件下放置50 d，氟苯尼考濃度僅減少2%～7%，在模擬日光照射下氟苯尼考也不會發(fā)生光降解反應(yīng)，而在UV（λ>200 nm）照射下其半衰期僅為（16±3）min[64]。UV 輻照不僅能分解多種抗生素，且在廢水處理中不易受到其他有機(jī)物的影響[65]。UV 光解實(shí)驗(yàn)中顯示，UV 可高效降解內(nèi)酰胺類、氟喹諾酮類和四環(huán)素類[63]。較多研究開始關(guān)注UV 與催化劑聯(lián)用對水中污染物的去除。

UV 消除微生物分為直接和間接兩種機(jī)制，直接機(jī)制是UV 可穿透細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)直接被核酸吸收；間接機(jī)制指細(xì)胞內(nèi)外的光敏物質(zhì)吸收紫外光產(chǎn)生活性氧（ROS）氧化細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)、核酸和其他細(xì)胞物質(zhì)而殺滅細(xì)菌[66]。理論上UV 消毒是一種去除抗性基因可行的方法。UV 可以高效滅活包括抗性細(xì)菌在內(nèi)的細(xì)菌，降低水體中微生物的含量[67]。據(jù)報(bào)道，經(jīng)紫外線消毒處理后，廢水中的四環(huán)素類抗性細(xì)菌的數(shù)量從103copies/mL 顯著減少到102copies/mL[68]。當(dāng)UV 照射劑量為40 mj/cm2時(shí)，四環(huán)素類抗性基因去除率為52%～73.5%；當(dāng)UV 照射劑量達(dá)到80 mj/cm2時(shí)，可以完全殺滅抗性細(xì)菌；當(dāng)UV 照射劑量升高到160 mj/cm2時(shí)，對抗性基因的去除率提高到79.7%～92%[69]。UV 輻照可有效去除可移動遺傳元件的含量，有效控制抗性基因的水平轉(zhuǎn)移。但與此同時(shí)，越來越多的證據(jù)表明，UV 消毒在實(shí)踐中不如預(yù)期。在實(shí)驗(yàn)室條件下，抗性基因mecA、vanA、tetA 和ampC 減 少3～4 log 需 要200～400 mj/cm2的紫外線劑量[70]，而在污水處理廠廢水處理的實(shí)際應(yīng)用中，UV 輻照幾乎不能去除廢水中tetM、tetO、tetQ、tetW、sul1、sul2 和intl1 等抗性基因[68,71]。這可能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室所用的UV 輻照劑量較高，顯著高于國內(nèi)外消毒標(biāo)準(zhǔn)中所推薦的輻照劑量（80 mj/cm2）[72]。同時(shí)，實(shí)地應(yīng)用中養(yǎng)殖水的渾濁程度、水體流速等因素，也會影響UV 對抗性基因去除的效果。由于光活化和暗修復(fù)機(jī)制的存在，當(dāng)UV 去除微生物后還會產(chǎn)生復(fù)活現(xiàn)象[73-75]。因此，UV 輻照對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的抗性基因去除效果仍需實(shí)地檢測及評價(jià)。

2.3 臭氧消毒技術(shù)

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，通過直接氧化的形式與有機(jī)物迅速反應(yīng)，也可與水基質(zhì)生羥基自由基（·OH）間接地氧化大多數(shù)有機(jī)化合物。在阿莫西林、強(qiáng)力霉素、環(huán)丙沙星和磺胺嘧啶溶液中，隨通入臭氧濃度持續(xù)升高，去除率增加，75 mg/L 的臭氧可去除95%的抗生素，且其分解副產(chǎn)物沒有抗菌活性和毒性[76]。臭氧消毒的效率主要取決于臭氧劑量和暴露時(shí)間。當(dāng)臭氧劑量達(dá)到125 mg O3/g DOC 且水力停留40 min 時(shí)，可完全去除8 種抗生素。當(dāng)臭氧濃度為657 mg/L 水體停留時(shí)間為120 min 時(shí)，土霉素去除率可達(dá)96%，化學(xué)需氧量COD 和生化需氧量BOD 的去除效率分別為29%和33%[77]。然而，廢水中的有機(jī)物質(zhì)可能與臭氧直接進(jìn)行反應(yīng)，因此會造成抗生素的去除效率降低[78,79]。與UV 消毒相比，雖然臭氧對抗生素的去除效率高，但容易產(chǎn)生臭氧副產(chǎn)物（包括溴酸鹽、氮氧化物）在養(yǎng)殖水體中大量積累，可能會對養(yǎng)殖對象甚至人體產(chǎn)生危害。

臭氧及·OH 會氧化破壞細(xì)菌細(xì)胞膜，然后直接破壞細(xì)菌的細(xì)胞器和DNA、RNA 等[80]。臭氧消毒對多種抗性細(xì)菌明顯的殺滅作用，大腸桿菌（Escherichia coli）、葡萄球菌（Staphylococcus）和腸球菌（Enterococcus）在與0.73 mg O3/mg DOC 接觸20 min后豐度直線下降[81]。經(jīng)（0.9±0.1）g O3/g DOC 臭氧處理后，腸球菌、葡萄球菌、腸桿菌和銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）等抗性細(xì)菌的殺滅率為60.2%～98.9%不等，而抗性基因blaVIM、vanA、ampC和ermB 的豐度分別降低了18.7%、49.9%、69.8%和99.3%。臭氧處理對抗性基因和抗性細(xì)菌呈現(xiàn)不同的耐受比，可能與抗性細(xì)菌對臭氧的耐受程度不同有關(guān)[82]。與UV 消毒和氯化消毒相比，臭氧消毒對抗性細(xì)菌和抗性基因的消除能力更強(qiáng)[83]，這可能是由于細(xì)胞膜破損及蛋白質(zhì)泄漏時(shí)，微生物的基因片段直接暴露在臭氧之中。然而，臭氧消毒在黑暗條件下也存在再生和活化現(xiàn)象[74]。

2.4 高級氧化技術(shù)

高級氧化工藝的特點(diǎn)是在特定反應(yīng)條件下產(chǎn)生和使用·OH，將化學(xué)污染物、細(xì)菌、病毒等氧化和殺滅[84-86]。目前，常見的高級氧化技術(shù)包括光催化、芬頓反應(yīng)等。光催化氧化對抗生素和抗性基因去除率較高，為高級氧化技術(shù)中最常用的方法。UV 輻照劑量為18.9 mj/cm2和40 mg/L 的H2O2聯(lián)用，可完全降解氨芐西林、紅霉素和四環(huán)素等物質(zhì)[87]。對某城市廢水中抗生素及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的消除研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)UV 輻照劑量達(dá)到0.9 kJ/L，照射90 min 時(shí)，可完全去除廢水中抗生素物質(zhì)。當(dāng)UV 與H2O2/Fe 聯(lián)合使用，可在30 min 內(nèi)完全去除抗生素。添加低劑量的過硫酸鹽處理更有效，可在7～18 s 完全去除抗生素[88]。在過氧化氫濃度為0.01 mol/L 的條件下，UV/H2O2協(xié)同作用30 min 可使抗性基因豐度降低2.8～3.5 log，而UV 消毒和氯消毒僅能減少抗性基因豐度0.80～1.21 log 和1.65～2.28 log[89,90]。盡管研究結(jié)果表明UV/H2O2處理對抗性細(xì)菌和抗性基因有較高的去除效率，但對懸浮液中游離抗性基因的去除效果并不明顯[91]。這可能是由于氧化劑的劑量低或者是由于·OH 與其他胞內(nèi)物質(zhì)反應(yīng)無法作用于DNA 片段上[92,93]。與其他消毒方式相比，高級氧化技術(shù)對抗生素去除、抗性菌殺滅和抗性基因去除等效果良好，但需額外添加催化劑，成本高于紫外和氯化等消毒技術(shù)。

除此之外，水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用的水處理方法還包括物理過濾、生物濾器、活性污泥及人工濕地等。利用物理法可能只會去除部分吸附于固體顆粒物上的抗生素和抗性基因，并不能從本質(zhì)上去除水體中的抗生素和抗性基因，只是改變其存在位置。利用生物法處理養(yǎng)殖廢水，抗生素可能會抑制微生物的活性，影響其水處理效能。在大規(guī)模廢水處理廠中，蛋白桿菌、霉菌和活性桿菌等細(xì)菌（1.0%～8.2%）在活性污泥處理后并未被消除，反而促進(jìn)了質(zhì)粒在細(xì)菌間的轉(zhuǎn)移[94,95]。活性污泥中微生物群落的密度和多樣性較高，大量營養(yǎng)物質(zhì)為微生物的生長提供環(huán)境，容易導(dǎo)致基因水平轉(zhuǎn)移，甚至出現(xiàn)多重耐藥基因。相較于臭氧等消毒工藝，生物法處理效果較慢且存在較高風(fēng)險(xiǎn)[96]。

3 未來及展望

抗生素及抗生素抗性基因在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的頻繁檢出，嚴(yán)重影響我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。然而，因尚未有適用的測定方法，抗生素及抗性基因暫時(shí)并未列入養(yǎng)殖尾水排放的監(jiān)管范圍。目前研究熱點(diǎn)主要集中在不同處理工藝對污水處理系統(tǒng)中抗生素和抗性基因的去除作用，而對于作為抗生素和抗性基因儲存庫的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境相關(guān)的研究還較少。目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖水處理過程中常用的幾種處理方法對抗生素和抗性基因表現(xiàn)出不同程度的去除效果，但也存在較多問題。未來研究應(yīng)立足于水產(chǎn)養(yǎng)殖，優(yōu)化升級現(xiàn)有的消毒方式，以實(shí)現(xiàn)對抗生素和抗性基因的完全消除或阻止其發(fā)生轉(zhuǎn)移。因此，今后相關(guān)科研應(yīng)聚焦于以下幾點(diǎn):

（1）重視水產(chǎn)養(yǎng)殖中抗生素和抗生素抗性基因的污染問題，加強(qiáng)對養(yǎng)殖過程中抗生素使用的監(jiān)管，避免由此帶來的抗性基因污染及耐藥性的產(chǎn)生

（2）加強(qiáng)多種消毒方式聯(lián)用的研究。單一消毒方不能完全礦化或完全殺滅對抗生素及其抗性細(xì)菌的問題，而增大處理劑量可能會產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物，多種消毒方式聯(lián)用去除抗生素和抗性基因更加高效，如UV/H2O2、紫外光芬頓等。

（3）關(guān)注消毒過程中消毒副產(chǎn)物的生成。臭氧消毒方式可高效去除抗生素及抗性基因，但容易產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，UV 光解抗生素也可能生成毒性更高的中間產(chǎn)物，從而對養(yǎng)殖環(huán)境中其他生物產(chǎn)生毒害作用。