近日，工学院青年教师张银巧和清华大学王玉珏教授等合作在环境水处理顶级刊物Water Research（IF:11.4）上发表了题为Removal of antibiotic resistant bacteria and antibiotic resistance genes by an electrochemically driven UV/chlorine process for decentralized water treatment的研究。工学院张银巧副研究员为本论文的第一作者，清华大学王玉珏教授为本文的通讯作者，中国药科大学为第一通讯单位。
为解决传统UV/Cl2技术中次氯酸钠溶液运输、存储和管理存在的风险，论文通过电解水体中普遍存在的氯离子来原位产生自由氯，产生的自由氯在UV照射下产生 •OH和一系列活性氯自由基，从而实现分散式水处理系统中抗性的去除。
论文首先建立了紫外/氯(UV/Cl2)和电驱动的紫外/氯技术(E-UV/Cl2)体系的化学动力学模型，采用Kintecus软件拟合出不同条件下自由氯和各种自由基的暴露量。在相同的自由氯暴露量下，UV/Cl2和E-UV/Cl2体系中自由基的暴露量也相近。因此，预测E-UV/Cl2在分散式水处理中去除抗性细菌(ARB)和抗性基因(ARGs)的可行性。实验结果进一步表明，污染水体经E-UV/Cl2处理后，ARB 、I-ARGs和e-ARGAs (tetA, sul1, sul2和ermB)在5分钟内得到有效去除，且处理后的ARB没有观察到光复活现象。原子力显微镜结果表明，经E-UV/Cl2处理后，大部分i-ARGs被打断成小碎片(< 30 nm)，从而有效地阻止了i-ARGs的自我修复和水平转移。理论模型结果表明，i-ARG的去除与•OH、Cl2−•和ClO•的暴露呈正相关。由于ARB和ARGs去除所需的时间较短(5 min)，因此在E-UV/Cl2过程中产生的三卤甲烷(THMs)浓度不显著，去除ARGs的能耗，与UV/Cl2过程的能耗大致相当。综上所述，E-UV/Cl2技术可作为分散式水处理系统中ARB和ARGs去除的一种可行且有吸引力的选择。
图文摘要
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122298
（供稿单位：工学院，撰写人：左四进，审稿人：刘帆）