养殖废弃物堆肥中抗生素和抗性基因的降解研究

抗生素的滥用及排放会造成细菌产生耐药性以及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)的传播和扩散。畜禽粪便是导致环境中抗生素污染的主要来源之一。本文综述了四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、β-内酰胺类、磺胺类和氨基糖苷类等在水土环境中广泛存在的抗生素及其环境残留水平和对动植物、微生物的影响,分析了当前利用堆肥技术降解畜禽粪便中抗生素和ARGs效果及机制的研究情况。总结得出,猪粪中抗生素残留量最高,其中四环素类残留量为1390~354 000 mg·kg^-1,磺胺类170.6~89 000 mg·kg^-1,氟喹诺酮类411.3~1 516.2 mg·kg^-1,硝基呋喃类85.1~158.1 mg·kg^-1,大环内酯类1.4~4.8 mg·kg^-1。堆肥对大部分抗生素具有好的降解效果,其中四环素类抗生素降解率为62.7%~99%,磺胺类为0~99.99%,对大环内酯类几乎可以完全降解,但是,堆肥无法降解喹诺酮类抗生素。养殖废弃物堆肥过程中,ARGs的降解情况同样因抗生素种类和堆肥方式而不同。已有的研究表明,除大环内酯类ARGs外,堆肥对其他ARGs均具有有效的降解效果,降解率为50.03%~100%。堆肥初期的优势菌门是厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门;堆肥结束后放线菌门成为最优势菌门。初始抗生素的浓度不影响堆肥结束时微生物的群落组成。温度和pH是影响抗生素降解的最主要因素,而ARGs的降解效果主要受温度影响。     

堆肥过程中氮素转化及保氮措施研究进展

堆肥过程中氮素损失既降低堆肥质量,又污染环境。为了深入研究堆肥过程中的氮素转化及合理的堆肥保氮措施,笔者归纳总结了堆肥中氮素的氨化作用、氨同化作用、硝化作用、反硝化作用以及形成鸟粪石沉淀等过程,分析了与氮素损失密切相关的堆体的C/N比、pH值、温度、通风与氧气供应等因素,指出可通过调节C/N比、接种微生物菌剂、添加吸附剂和化学物质、控制通风等措施控制氮素损失。今后有必要从基于堆料碳氮组成形态的C/N比、氮素转化的微生物学机理以及适合规模化堆肥生产的保氮技术等方面进一步开展研究。     

不同原料好氧堆肥过程中碳转化特征及腐殖质组分的变化

为探讨不同畜禽粪便（牛粪和羊粪）为主料，添加不同作物秸秆（玉米秸秆和小麦秸秆）为辅料在堆肥过程中的碳转化特征及腐殖质组分的变化规律，采用条垛式好氧堆肥研究了不同原料组合（T1：牛粪+玉米秸秆；T2：牛粪+小麦秸秆；T3：羊粪+玉米秸秆；T4：羊粪+小麦秸秆）在堆肥过程中总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）和腐殖酸含量的碳转化特征以及胡敏酸（HA）和富里酸（FA）的含量变化规律。结果表明：所有处理的TOC含量随堆肥过程的推进而下降，至堆肥结束时T1~T4处理的TOC含量分别下降了22.1%、21.5%、23.6、23.7%；DOC含量也随堆肥过程的推进而降低，至堆肥第15天时降低至最低，T1~T4处理分别降低至6.57、5.47、4.73 g·kg^-1和4.93 g·kg^-1，但不同处理的变化规律明显不同：以牛粪为主料的T1和T2处理在第10天以前几乎无变化，而以羊粪为主料的T3和T4处理从一开始就迅速下降至最低值，至堆肥第15天时T1~T4处理的降幅分别为32.4%、36.5%、51.8%和39.3%；总腐殖酸(THA)含量的增加始于堆肥的第10天，第15天时达到最高值，最高值分别为25.5%、22.5%、29.8%和30.0%，整个堆肥过程中T3和T4处理显著高于T1和T2处理（P＜0.05）。随堆肥过程的推进，游离腐殖酸(FHA)含量逐渐降低，堆肥结束时降幅为7.6%~18.0%； HA含量逐渐增加，至堆肥结束时增幅为65.4%~197.8%，堆肥过程提高了胡敏酸态碳。T3和T4处理的FHA和HA含量在整个堆肥过程中始终高于牛粪组合T1和T2处理。FA含量随堆肥进程推进逐渐下降，至堆肥结束时降幅为44.9%~54.9%。羊粪中较高含量的纤维素、半纤维素和HA可能是堆肥产品中THA和HA含量较高的主要原因，在以牛粪为主料的堆肥配料中适当加入羊粪可以提高堆肥产品的腐殖酸含量和胡敏酸态碳。     

Utilization of Livestock''s Dejection as Biogas Origin in Building New Countryside in Heilongjiang Province--Developing Utilization of Biogas and Promoting Energy-saving and Emission Reduction

With the startup and execution of new socialistic countryside construction in Heilongjiang Province,the transition from castoff to resource is strengthened in the countryside,aiming at neat appearance of the countryside,clean production and saving energy.People produce biogas and provide the countryside with new energy by means of turning livestock's dejection into resources,composting of the plant and animal's leavings in the courtyard and even in the factory.It is helpful for the countryside to conserve t...     

两种不同镁盐在牛粪堆肥高温期的保氮效果研究

利用恒温培养箱模拟堆肥高温期,添加硫酸镁、磷酸二氢钾和含镁废渣,研究磷酸铵镁(MAP)反应中各成分的保氮效果以及含镁废渣作为堆肥过程中氮素固定剂的可行性。结果表明:添加镁盐固定剂显著降低了堆体中的pH值,减少了氮素损失。同时添加硫酸镁和磷酸二氢钾的保氮效果最佳,添加相同比例的含镁废渣和硫酸镁的保氮效果无显著差别。含镁废渣添加量的保氮效果与其添加量成正相关,添加质量比为2%、4%、8%的含镁废渣的保氮率分别为6.15%、10.13%、19.51%。添加镁盐会提高堆体中的EC值,降低GI值,各处理均可达到腐熟。说明可以利用镁盐作为堆肥保氮固定剂,而含镁废渣因其价格低廉,更具应用前景。     

猪粪好氧堆肥条件的研究

本试验研究了在不同的调理剂、通气方式、碳氮比和添加剂等条件下猪粪堆肥的腐熟进程。结果表明：稻草比稻壳更有利于猪粪的堆肥腐熟；机械通风同人工翻堆相比，各项指标无显著差异(P＜0.05)，而堆制结束后物理性状要比人工翻堆试验组差；高C/N有利于堆肥的升温及腐殖化过程，对堆肥进程无影响，但稻草加入量大会增加堆肥的成本；除臭剂及菌剂的加入对堆肥的大多数化学性状影响不大，但可明显改善堆肥腐熟后的物理性状并减少臭味。除稻壳试验组外，其它各组在第五周即可达到腐熟的要求。     

Existing Situation on Disposal of Sludge from Wastewater Treatment Plant in Three-Gorges Reservoir Area

At present 18 wastewater treatment plants operateing in the Small towns of Three Gorge Areas of Chongqing Municipality, producing 132.95 tons surplus sludge everyday. As regards to the disposition of such numerous surplus sludge, the major disposition technique in these wastewater water treatment plants, i. e. , thickening and mechanical dewatering technique followed by feeding into the municipal solid waste landfill, seems to have a rather bad effect on the normal operation of the municipal solid waste landfill, due to the unstabilized sludge resulted from this technique of the sludge disposition and high moisture in the sludge, which is higher than 80%. This paper has paid some attention to this phenomenon. With respect to the small towns having the the municipal solid waste landfill, the techniques of mechanical dewatering, calcareousness stabilized etc. before feeding into the municipal solid waste landfill, seem to be feasible, while the composting and comprehensive utilization of sludge is available in the small towns which have no municipal solid waste landfills.     

城市垃圾处理技术应用探讨

对我国城市垃圾的处理方式卫生填埋、焚烧,特别是堆肥方法进行了分析,结论是按照城市垃圾处理工程的三个原则,堆肥法无疑是一种最有效的处理城市垃圾的方法。     

不同工艺对牛粪堆沤肥过程气体排放的影响

堆沤肥是中国畜禽粪便处理利用的最主要方式。为探究不同堆沤肥方式对温室气体和氨气排放规律和温室效应，在北京市密云区开展了为期71d的堆沤肥试验，以牛粪和玉米秸秆为原料，分析了静态堆沤 (T1)、堆沤+翻抛 (T2)、堆沤+覆膜 (T3)、翻抛+覆膜 (T4)等4种方式对堆沤肥过程中腐熟度、温室气体和氨气等指标的影响。结果表明，4个处理的种子发芽指数分别达到131.33%、134.49%、108.76%和136.24%，均满足堆肥产品的腐熟度要求（≥70%）。翻抛有利于CO₂、N₂O和NH₃的排放，而覆膜抑制了N₂O的生成，T2处理的增温潜势最高，T3处理的增温潜势最低，较对照组T1处理减排20.14%。因此，T3处理在能够保证堆肥产品的腐熟度要求的前提下，还可有效减少增温潜势。该研究可为中小养殖场户堆沤肥的工艺优化实践提供技术指导。     

促进堆肥二次发酵真菌在堆肥中的应用效果

【目的】二次发酵是实现鸡粪等养殖废弃物功能价值提高的关键阶段,本研究旨在将前期筛选得到的真菌应用于鸡粪堆肥的二次发酵阶段,探讨其促进二次发酵的效果并对其进行鉴定,为今后鸡粪的高值化与资源化利用提供理论依据和支撑。【方法】以鸡粪一次发酵产物为原料,添加实验室前期筛选的2株真菌（分别为FCM1和FCM3）进行二次发酵试验。共设置3个处理,分别为对照CK：原料中加入1%（体积L∶干物质量kg）无菌液体培养基;F1：原料中加入1% FCM1菌液;F3：原料中加入1% FCM3菌液。在二次发酵的不同时期,分析测定堆体温度、pH、电导率（EC）、铵态氮、硝态氮、种子发芽指数以及腐殖酸等指标。【结果】与对照相比,添加真菌主要促进了二次发酵阶段快速升温和腐殖化过程快速进行。与未接菌处理相比,真菌FCM3使堆料提前8 d进入升温期,真菌FCM1效果不佳,且在一定程度上延后了鸡粪堆肥的二次发酵。F3处理高温阶段（>50℃）持续了13 d,堆料的GI比对照处理提前25 d达到80%,且腐殖化程度较高（PHA=74.58%,PHA：胡敏酸/总腐殖酸）。相关分析表明,GI与pH、PHA显著正相关,与EC显著负相关。经形态和ITS rDNA测序等方法鉴定,FCM3为链格孢菌。【结论】真菌FCM3能够在一定程度上促进鸡粪堆肥二次发酵的进行,提高堆料的腐殖化程度。