畜禽粪便中残留四环素类抗生素和重金属的污染特征及其控制

兽用抗生素和微量重金属作为饲料添加剂广泛用于畜禽养殖业,但超量使用是导致畜禽粪便中高浓度抗生素和重金属残留的根本原因。随着我国畜禽养殖业的规模化发展,畜禽粪便中残留的四环素类抗生素和重金属（铜、锌、砷）及其复合污染对生态环境和人类健康构成了巨大的潜在威胁。针对这种状况,总结了我国四环素类抗生素（包括四环素、土霉素和金霉素）和微量重金属元素（铜、锌、砷）在畜禽粪便中的残留量及其区域分布特征,并概述了这两类物质在畜禽粪便生物处理过程（堆肥和厌氧消化）中的转化、降解及其影响。畜禽粪便中残留的抗生素和重金属可导致环境中出现耐药菌与抗性基因,是环境与健康领域的又一重大挑战,其影响不容忽视。     

畜禽粪便高温厌氧消化产气特性比较研究

厌氧消化是处理有机废弃物一种主流工艺。在实验室自行设计有效容积为1L的厌氧反应装置中,对鸡粪、猪粪及牛粪进行高温厌氧消化试验,对3种畜禽粪便高温厌氧消化过程含固率(TS),总有机碳(TOC),C/N,pH值的变化及其与甲烷产生量的关系进行了测定与分析。结果表明:消化物料TS和TOC含量及C/N随消化时间呈下降趋势,30d厌氧消化后,鸡粪、猪粪和牛粪的TS含量分别下降了35.9%,23.2%和47.5%;TOC含量分别下降了42.7%、39.2%和61.5%;C/N分别下降了12.6、11.0、18.6。而pH随消化时间呈先下降后上升并趋于稳定的变化趋势。TS、TOC及C/N减少量均与甲烷累积产生量成正相关,牛粪产甲烷效果优于鸡粪,猪粪最差。研究结果可为提高畜禽粪便厌氧消化产气效率提供基础参数。     

畜禽粪便中常见抗生素去除的研究进展

随着我国规模化、集约化畜禽养殖业的快速发展,大量兽用抗生素被广泛用于畜禽养殖业。由于抗生素在动物体中不能完全被吸收,导致畜禽粪便中抗生素高浓度残留,对生态环境和人类健康构成很大威胁。本文综述了畜禽粪便中常见的四大类抗生素(四环素类、氟喹诺酮类、磺胺类和大环内酯类抗生素)的分布特征及去除方法,比较了不同去除方法对抗生素的降解效果,旨在为畜禽养殖粪便抗生素残留的控制提供参考。     

湖南省畜禽粪便抗生素排放量估算与治理策略

以湖南省2011年农业统计年鉴中的畜禽出栏数为基数,根据畜禽粪便排放系数和畜禽粪便中抗生素含量,估测2011年湖南省畜禽粪便中四环素类、喹诺酮类和磺胺类三类抗生素排泄总量。结果表明,2011年湖南省畜禽粪便中抗生素、排泄总量为103.09 t,其中四环素类、喹诺酮类和磺胺类排泄量分别为75.75,2.72和24.62 t。猪粪是畜禽粪便抗生素排泄的主要途径,占总数的70.58%;四环素类是畜禽粪便排泄的主要抗生素,占总量的73.48%。根据畜禽粪便抗生素排泄实际,提出了粪便抗生素治理的减量化、替代化和无害化三大治理策略。     

腾冲县农村养殖业污染情况调查及治理对策

畜禽养殖产生的污染已成为腾冲县农村环境污染的重要来源,污染问题已经引起社会的关注。通过调查分析腾冲县畜禽粪便产生量、处理情况以及环境污染现状,提出腾冲县养殖业畜禽粪便污染治理的对策措施,即从源头控制,把畜禽粪便实现资源化,通过好氧发酵堆肥和厌氧消化等方法实现无害化。     

畜禽粪便堆肥中抗生素和重金属残留及控制研究进展

规模化养殖畜禽类粪便中会含有多种抗生素类药物残留和重金属元素,对其在农业中的利用产生了负面影响,针对这种状况,总结了我国抗生素和微量重金属元素在畜禽粪便中的来源、残留及其复合污染特征,概述了这两类物质在畜禽粪便堆肥处理过程中的无害化处理技术,并对此提出了一些展望和建议。     

畜禽粪便堆肥中抗生素和重金属残留及控制研究进展

规模化养殖畜禽类粪便中会含有多种抗生素类药物残留和重金属元素,对其在农业中的利用产生了负面影响,针对这种状况,总结了我国抗生素和微量重金属元素在畜禽粪便中的来源、残留及其复合污染特征,概述了这两类物质在畜禽粪便堆肥处理过程中的无害化处理技术,并对此提出了一些展望和建议。     

厌氧消化预处理抗生素废物技术研究进展

厌氧生物消化是处理抗生素制药废物的有效途径之一,但由于抗生素对厌氧发酵微生物的抑制反应,严重阻碍了厌氧微生物的正常生理活动,进而影响厌氧消化的效率。为了解决这一问题,相关学者做了大量研究,发现从厌氧微生物和抗生素制药废物两个方面对其进行预处理可大幅提高厌氧消化效率。对当下可行的预处理方法进行总结归纳,分析不同预处理方法的适用情况,为以后改进预处理方法和提高抗生素废物厌氧生物处理能力提供参考。     

厌氧干发酵处理畜禽粪便的影响因子

通过正交试验,研究了厌氧干发酵处理畜禽粪便过程中,发酵温度、发酵原料的C/N比值和操作方法(有无搅拌)3个因素的改变对发酵前后物料的全氮绝对损失率和沼气总产量的影响,分析了厌氧干发酵处理畜禽粪便过程中速效氮、pH和总固体含量的变化,得到了厌氧干发酵处理的优化工艺条件:发酵温度为55℃,C/N为12.5,有搅拌.     

我国土壤畜禽粪便抗生素残留研究进展

近年来随着抗生素的广泛使用,土壤中的抗生素残留对农业生产和发展产生了负面影响,这些抗生素的来源之一是规模化畜禽养殖中产生的畜禽粪便,这些抗生素残留会对生态环境及人类健康存在潜在危害。针对目前状况,本文总结分析了我国畜禽粪便中的抗生素来源;畜禽粪便中残留的抗生素对土壤及农作物的影响;以及如何降低畜禽粪便中的抗生素残留。     

畜禽粪便中兽用抗生素削减方法的研究进展

兽用抗生素具有显著的促动物生长、预防动物疾病的作用。随着集约化畜牧业以及配合饲料工业的不断发展,抗生素作为饲料添加剂在全球范围内已被广泛应用。我国畜禽养殖业对抗生素的依赖甚是严重,每年用于畜禽养殖的兽药抗生素超过了8吨,占抗生素总产量的一半以上。这些兽用抗生素并不能完全被动物体所吸收,绝大部分以原药或者代谢产物的形式随畜禽粪便和尿液排出体外,导致畜禽粪污中多种抗生素残留,最高浓度达到了183.50 mg·kg~(-1)。残留抗生素可能经各种途径进入土壤和水体环境中,一方面影响土著微生物的活性,另一方面引起抗性菌和抗性基因的产生和传播,给生态系统安全和人类身体健康带来巨大的负面效应。因此,充分、有效消减畜禽粪污中兽药抗生素十分重要而迫切。论文作者在总结大量文献的基础上,对国内外畜禽粪便抗生素的污染特点和赋存规律进行了系统介绍,并着重阐述了国内外畜禽粪便中兽用抗生素削减方法的最新研究进展,描述了畜禽粪便好氧堆肥和厌氧发酵的分类及工艺流程。在此基础上重点对好氧堆肥和厌氧发酵两种处理方式下畜禽粪便中兽用抗生素的去除程度进行了详尽、深入分析,同时对抗生素消减效果的影响因素进行了充分讨论。主要结论:好氧堆肥对土霉素、四环素、金霉素、磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、环丙沙星、恩诺沙星和泰乐菌素等主要类别抗生素的最高去除率可达65.5%—100%,去除效果受抗生素种类、初始浓度、添加方式、堆肥温度、供养方式、底物组成影响;厌氧发酵对氨苄青霉素、四环素、磺胺甲氧二嗪的去除可达100%,但几乎无法去除磺胺噻唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺氯哒嗪、泰乐菌素,去除效果受抗生素种类、浓度、发酵温度、污泥性质、混合速率和发酵时间影响。最后,对需要进一步开展的研究进行了展望,建议加强兽用抗生素的监管,制定相关的法规和标准,加速兽用抗生素替代物品的研发,减少源头污染;深入开展畜禽废弃物好氧堆肥或者厌氧发酵过程中抗生素降解产物及机理研究;筛选具有强降解能力的微生物作为菌剂,强化其对畜禽养殖废弃物中兽用抗生素的消减;深入研究好氧堆肥和厌氧发酵过程中抗生素和ARGs之间的相互关系,去除兽用抗生素的同时也加速ARGs的削减。     

不同温度对畜禽粪便厌氧发酵的影响

针对猪、鸡、牛3种粪便以及35℃、25℃和常温3种温度条件,研究了不同温度对不同粪便厌氧发酵过程的pH值、产沼气性能、上清液COD及NH+4-N的影响.通过以上试验,确定了各种粪便厌氧发酵的适宜温度及各温度下的沼气产气潜力,为提高猪粪、鸡粪和牛粪便厌氧发酵性能及沼气产量提供了重要参数,对畜禽粪便的有效处理具有一定的指导意义.     

畜禽粪污厌氧发酵沼液农用之环境安全风险

畜禽粪污沼液是以畜禽粪污为主要原料,经厌氧发酵产生沼气后的残留液。中国沼气工程建设始于20世纪70年代,随着畜禽养殖业的发展和畜禽粪污厌氧消化技术的推广,畜禽粪污厌氧发酵沼液的产生量随之增大。畜禽粪污沼液属于污水的一种,畜禽粪污厌氧发酵沼液的安全消纳或治理已成为当前中国农业源废弃物污染防治必须要面对和解决的问题。目前,中国畜禽粪污沼液还田消纳作为一种沼液处理的主要方式,即沼液未经过无害化处理而直接还田。然而,由于畜禽粪污中多种有害物质（包括重金属和抗生素类污染物）可在沼液中残留,且大多存在不同程度超出国家水质安全标准,危害农田生态环境安全。本文收集了最近十几年来公开发表的大量文献中的研究数据,分析了猪、牛、鸡饲料和粪污中重金属等污染元素和抗生素的含量,评估了粪污沼液还田对土壤质量、农田水环境和农产品安全的影响。研究结果显示,（1）畜禽粪污沼液存在水质严重超标。如畜禽粪污沼液中检出Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Cl大多超出国家《农田灌溉水质标准》（GB 5084—2005）;且超出国家《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）IV-V类水质标准。此外,畜禽粪污沼液中还检出多种抗生素残留,其中以四环素类较其他类抗生素浓度为高,且高出欧盟医药产品评估局（EMEA）规定的水环境抗生素阈值（10 ng·L^-1）。（2）畜禽粪污沼液农用存在农地污染风险。如施用沼液的土壤中检出Cd、As、Pb、Ni、Cr、Cu和Zn等均有不同程度超出国家《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）中农用地土壤污染风险筛选值。另有研究报道,连续6年施用沼液的土壤中检出多种抗生素类兽药残留,其中四环素类和喹诺酮类抗生素残留量最高（分别约为3.9和14.3 mg·kg^-1）,已超过国际兽药协调委员会（VICH）规定的土壤中抗生素残留允许限量（0.1 mg·kg^-1）。（3）畜禽粪污沼液农用存在农产品安全风险。如施用沼液的作物中检出多种污染物（如蔬菜中Cd、Pb、Ni、Cr、Zn、As和粮食作物中Zn、As等）累积量存在不同程度超出国家《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》（GB/T 18406.1—2001）和《食品中污染物限量》（GB 2762—2017）。鉴于当前畜禽粪污沼液不达标还田利用存在环境安全风险,以致农产品中多种污染物超标,可能对人类健康产生危害,沼液的无害化处理使其达标还田对于确保土壤、水体及农产品安全势在必行。为此,加强沼液中多种污染物的协同去除处理技术的研发和应用,对于确保沼液资源化安全利用具有实际意义。     

接种物对农作物秸秆厌氧发酵的影响研究

首先,介绍了几种常用的接种物(消化的畜禽粪便、消化污泥、动物瘤胃胃液、微生物菌剂等),然后比较了不同接种物的发酵效果,最后分析了接种比对厌氧发酵效果的影响。     

土霉素污染对土壤生物学性质影响的初步研究

为了解随粪肥进入农田中的土霉素对土壤生物化学性质产生的可能影响,采用实验模拟方法研究了土霉素污染对土壤微生物生物量碳、土壤酶活性及微生物组成的影响.结果表明,土霉素污染对土壤细菌、放线菌数量和微生物总量均有一定的抑制作用,随土霉素污染程度的提高抑制作用也有所增强;但土霉素污染对真菌的作用较为复杂,一般是低浓度时有促进作用,高浓度时有抑制作用.低量土霉素污染对土壤脲酶和中性磷酸酶活性均无明显的影响,但高量的土霉素污染对土壤脲酶活性起抑制作用.土霉素对土壤微生物生物量碳的影响因土壤类型、土霉素加入量和培养时间不同有所差异.土霉素污染对土壤生物化学性质的影响主要发生在土霉素进入土壤的初期,随着时间的增加,影响逐渐减弱和消失.     

畜禽粪便稻草混合干式发酵产沼气试验研究

通过在畜禽粪便中添加稻草进行混合干式发酵来产生沼气,研究了干式发酵的启动特性和产气性能,考察了温度、接种液数量对发酵效果的影响。试验结果表明,在发酵原料C/N=25～30、TS=20%和T=(36±1)℃的条件下,以驯化后的浓缩池污泥作为接种物,实现了干式发酵的快速启动;相比于鸡粪和猪粪,风干的牛粪产气稳定且气量较多;对干式发酵进行接种是必需的,随着接种液数量增多,产气量增大,适宜的接种液比例为10%;温度对干式发酵产气效果影响较大,建议实际工程中选择中温条件进行干式发酵。     

基于农田土壤抗生素生态风险值的畜禽粪污农田承载力估算

针对有机肥施用中,畜禽粪便中抗生素造成农田土壤生态风险的问题,对抗生素在养殖业-种植业生产系统中的流动与降解过程进行分析,建立基于农田土壤抗生素生态风险值的畜禽粪污农田承载力估算模型,以黑龙江农垦和新疆生产建设兵团的养殖业-种植业生产系统为研究对象,计算获得相应的畜禽粪污农田承载力。结果表明:1)黑龙江农垦和新疆生产建设兵团每hm2农田可承载的猪当量分别为58和66头。2)在畜禽粪便有机肥施用过程中,黑龙江农垦和新疆生产建设兵团农田土壤抗生素生态风险防范应以磺胺嘧啶和恩诺沙星等高生态风险抗生素为主。建议黑龙江农垦和新疆生产建设兵团未来设立地方标准,严控畜禽粪便中抗生素残留量,尤其高生态风险的抗生素种类;增强畜禽舍的环境调控,保障动物生长环境健康;优选畜禽粪便处理工艺,配套处理设施设备。     

两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响

[目的]比较两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气的效果。[方法]以熊粪为原料,采用不同的接种物(混合厌氧活性污泥和熊粪厌氧发酵结束后驯化所得的接种物),在30℃下进行了批量式恒温厌氧发酵,分析两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响。[结果]使用不同接种物的两组试验产气量存在差异,但相差不大;发酵时间存在较大差异,经过原料(熊粪)驯化的接种物发酵时间明显缩短,为沼气厌氧活性污泥发酵时间的1/3,且经过驯化的接种物具有更好的降解效果,能创造更好的适合于沼气发酵的中性环境。[结论]经过原料富集培养驯化的接种物具有更好的产沼气效果。     

猪粪便中兽药盐霉素残留的降解动态研究

兽药抗生素在畜禽养殖生产中被大量使用,由于这些药物的大部分会被排入粪便并随粪便作为肥料而随处散播,增加了环境风险。通过实验室模拟不同的环境条件,研究了常用兽药抗生素——盐霉素在畜禽粪便中的降解动态及其影响因素(如药物残留浓度、粪便含水量、微生物及光照等)。结果表明,盐霉素在粪便中的降解主要是微生物降解,光降解和化学降解只占很小比例,灭菌组的降解速率明显低于未灭菌组(P<0.05),而光照对盐霉素的降解速率影响不大(P>0.05);盐霉素的降解速率随粪便中盐霉素起始浓度增加而降低,表明粪便中降解微生物对盐霉素的浓度敏感;粪便含水量的增加明显加快了盐霉素残留的降解速率,因而在粪便施入农田前,可以通过降低粪便中盐霉素残留浓度或提高粪便含水量等方法加速盐霉素的降解,以降低其对环境土壤和水体的风险。