猪粪中四环素类抗生素残留物的生物降解

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1、第9卷第5期过程工程学报Vol.9No.52009年10月TheChineseJournalofProcessEngineeringOct.2009猪粪中四环素类抗生素残留物的生物降解11234沈颖，魏源送，郑嘉熹，方云，陈立平(1.中国科学院生态环境研究中心，北京100085；2.北京航空航天大学化学与环境学院环境工程系，北京100191；3.西南大学资源环境学院环境工程系，重庆400715；4.轻工业环境保护研究所，北京100089)4摘要：通过L9(3)正交批量实验，研究了温度、初始含水率、时间对猪粪中土霉素

2、、四环素和金霉素生物降解的影响，并考察了此过程中微生物群落的变化.结果表明，3种四环素类抗生素在55.0℃、初始含水率60.0%时降解14d的降解率最大，均符合一级反应动力学模型，且细菌为优势微生物.统计分析表明，温度是土霉素和四环素降解的主要影响因素，初始含水率是金霉素降解的主要影响因素，但上述因素对3种四环素类抗生素的降解率及真菌、放线菌和细菌的相对丰度均没有显著性影响.关键词：生物降解；四环素类抗生素残留；猪粪；堆肥中图分类号：X713文献标识码：A文章编号：1009−606X(2009)05−0962−07

3、除效果，猪粪中仅为27.33%，而鸡粪中金霉素降解率1前言[14]大于90%.Arikan等考察了不同堆肥管理措施(小牛粪据统计，2002年全国畜禽粪便产生量约为17.3亿便简单堆放、粪便与秸秆混合、粪便与秸秆混合并添加t(约50%来自集约化畜禽养殖场)，是工业固体废弃物的秸秆为保温层)对堆体温度及牛粪中土霉素、金霉素降2.7倍，其中全国猪粪产生量为12亿t，占畜禽粪便总解的影响，结果表明，经过28d堆肥后，采用牛粪与秸量的46.9%[1].预计到2010年，全国畜禽粪便的排放量秆混合后堆放在秸秆上，并在牛粪表面覆

4、盖秸秆的管理将达到45亿t.我国每年约有6000t兽用抗生素用于畜措施，堆体温度及牛粪中土霉素和金霉素的降解率均高禽饲料添加剂，占全球抗生素饲料添加剂使用量的于其他措施.目前这些研究主要集中在不同堆肥化技术50%，其中四环素类抗生素在我国及世界畜禽养殖业中和堆肥管理措施对残留四环素类抗生素的去除效果，而的生产量与实际使用量均最大[2,3].然而，约有30%∼由于堆肥过程影响因素多，不易明确各因素对粪便中残90%的兽用抗生素以原药的形式随着畜禽粪便排泄出留四环素类抗生素降解的影响，导致相应研究不够深入.[14]来[4

5、−8]，对环境和人体健康构成巨大潜在危害.畜禽粪便例如，Arikan等只比较了不同管理措施下环境气温中残留抗生素的环境污染及其控制日益受到重视[3].(11∼24℃)、堆体中温(36∼45℃)、堆体高温(约70℃)对堆肥化技术是一种广为应用的畜禽粪便无害化和牛粪中土霉素、金霉素降解的影响.为了明确堆肥过程资源化处理技术.目前有关堆肥化技术去除畜禽粪便中主要影响因素对畜禽粪便中四环素类抗生素残留去除4抗生素残留的研究较少，但现有的研究[9−14]表明，堆肥的影响，本研究采用批量实验方法，通过L9(3)正交实能有效去除

6、畜禽粪便中的四环素类抗生素残留.张树清验，以猪粪和四环素类抗生素为对象，模拟强制通风静等[9]考察了强制通风堆肥过程中猪粪/鸡粪+麦秸和外源态垛堆肥过程，考察和分析堆肥过程的3个主要工艺参添加微生物对四环素类抗生素残留去除的影响，结果表数堆体温度、堆料初始含水率和堆肥时间对猪粪中土霉明，不同堆肥处理四环素、土霉素和金霉素均以猪粪+素(Oxytetracycline,OTC)、四环素(Tetracycline,TC)和金麦秸和鸡粪+麦秸去除效果最好.强制通风堆肥反应器霉素(Chlortetracycline,CTC)

7、降解的影响，明确猪粪中四的研究结果[10,11]表明，堆肥能迅速降解牛粪中的土霉素环素类抗生素生物降解的反应动力学，以期为有效降解和金霉素.Dolliver等[12]考察了3种处理方式(自然堆放、畜禽粪便中残留四环素类抗生素的强制通风堆肥工艺条垛堆肥、反应器堆肥)对火鸡粪便中添加的金霉素、参数优化提供依据.莫能霉素、磺胺甲嘧啶、泰乐菌素的去除效果，堆肥期2实验间(22∼35d)金霉素降解率>99%，莫能霉素和泰乐菌素[13]降解率为54%∼76%，而磺胺甲嘧啶未降解.Bao等2.1材料与试剂研究了堆肥对仔鸡粪、蛋鸡

8、粪、育肥猪粪中金霉素的去标准品：土霉素盐酸盐(Oxytetracycline收稿日期：2009−05−08，修回日期：2009−06−02基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：50578156)；国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号：2007AA06Z344)作者简介：沈颖(1984−)，女，浙江省嘉兴市人，硕士研究生，环境工程专业；魏源送