抗生素抗性基因(antibiotic resistance gene,ARG)作为一种新型环境污染物,可在环境中长时间存留,并可能导致人类抗生素治疗失效、疾病治疗周期延长及死亡率增加等。污水处理厂作为生活废水的主要汇集地,是耐药菌和ARG在环境中传播的主要来源。抗生素的滥用被认为是微生物产生抗性的首要原因,污水污泥中微生物物种丰富且抗生素污染严重,耐药菌和ARG可随着机械运作和曝气充氧逸散到空气中形成生物气溶胶。
医疗废水残留着大量抗生素、致病菌和病毒等,可能含有比市政污水更高丰度的耐药菌及ARG。高丰度的耐药菌和ARG可随着医院污水处理过程逸散到空气中,导致传染性疾病的感染和流行。然而,现有研究多关注于市政污水源ARG的逸散规律,缺乏对医院污水源ARG的调查。因此,有必要识别和监测医院污水源耐药菌和ARG的赋存特征,关注其潜在的健康风险。
大肠杆菌(Escherichia coli)作为耐药基因“储存库”,在多种环境中较为常见,其携带的ARG可通过水平转移到其他细菌中,对公共卫生安全造成了严重威胁。大肠杆菌同样被认为是抗生素抗性传播的主要参与者,可作为检测抗生素耐药性的指示菌。
因此,为探究医院污水处理环境中耐药菌及ARG的赋存情况,本研究以医院污水处理站为研究对象,在调查生物池生物气溶胶季节变化特征的基础上,检测样本中大肠杆菌分离株的耐药特性,进一步定量分析样本中ARG的丰度及分布特征,得到的结论是:医院污水处理站生物气溶胶浓度在夏季最高,冬季最低。生物池环境样本中大肠杆菌分离株对β-内酰胺类头孢西丁和亚胺培南的耐药率最高,其次是四环素类,空气和污水样本分离的大肠杆菌菌株中ARG/MGE亚型在秋季最多,分别为14和16种。生物池污水是空气中耐药基因的重要来源。秋季生物池空气中抗生素污染水平最高,而春冬季空气中耐药基因含量及呼吸日暴露剂量最高。因此,应根据季节特征对医院污水源生物气溶胶采取针对性防护措施。