近日，工學院青年教師張銀巧和清華大學王玉玨教授等合作在環境水處理頂級刊物Water Research（IF:11.4）上發表了題為Removal of antibiotic resistant bacteria and antibiotic resistance genes by an electrochemically driven UV/chlorine process for decentralized water treatment的研究。工學院張銀巧副研究員為本論文的第一作者，清華大學王玉玨教授為本文的通訊作者，中國藥科大學為第一通訊單位。
為解決傳統UV/Cl2技術中次氯酸鈉溶液運輸、存儲和管理存在的風險，論文通過電解水體中普遍存在的氯離子來原位產生自由氯，產生的自由氯在UV照射下產生 ?OH和一系列活性氯自由基，從而實現分散式水處理系統中抗性的去除。
論文首先建立了紫外/氯(UV/Cl2)和電驅動的紫外/氯技術(E-UV/Cl2)體系的化學動力學模型，采用Kintecus軟件擬合出不同條件下自由氯和各種自由基的暴露量。在相同的自由氯暴露量下，UV/Cl2和E-UV/Cl2體系中自由基的暴露量也相近。因此，預測E-UV/Cl2在分散式水處理中去除抗性細菌(ARB)和抗性基因(ARGs)的可行性。實驗結果進一步表明，污染水體經E-UV/Cl2處理后，ARB 、I-ARGs和e-ARGAs (tetA, sul1, sul2和ermB)在5分鐘內得到有效去除，且處理后的ARB沒有觀察到光復活現象。原子力顯微鏡結果表明，經E-UV/Cl2處理后，大部分i-ARGs被打斷成小碎片(< 30 nm)，從而有效地阻止了i-ARGs的自我修復和水平轉移。理論模型結果表明，i-ARG的去除與?OH、Cl2??和ClO?的暴露呈正相關。由于ARB和ARGs去除所需的時間較短(5 min)，因此在E-UV/Cl2過程中產生的三鹵甲烷(THMs)濃度不顯著，去除ARGs的能耗，與UV/Cl2過程的能耗大致相當。綜上所述，E-UV/Cl2技術可作為分散式水處理系統中ARB和ARGs去除的一種可行且有吸引力的選擇。
圖文摘要
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122298
（供稿單位：工學院，撰寫人：左四進，審稿人：劉帆）
