三类抗生素在两种典型猪场废水处理工艺中的去除效果

为了解规模化养猪场中废水处理工艺对抗生素的去除效果,选取了天津两家典型规模化猪场,采集各个处理单元出水,分析三类典型兽用抗生素(磺胺类SAs、喹诺酮类FQs和四环素类TCs)在不同处理工艺水相中的分布迁移(生猪养殖场F1工艺:原水-暂存池-固液分离后-CSTR/UASB-初沉池-A池-O池-二沉池;生猪养殖场F2工艺:原水-三级沉淀池-固液分离后-折流厌氧池-好氧曝气池-植物塘),并比较了养殖场进、出水中抗生素总承载量情况。研究结果表明:各抗生素残留浓度在不同处理单元中残留规律差异较大,F1养殖场废水共检测出10种抗生素,原水中磺胺二甲嘧啶(SMN)残留浓度最高为45.78μg·L-1,不同种类抗生素总去除率范围为-53.32%～99.33%,对于F1处理工艺,UASB单元对SAs、TCs去除效果最好,O池对FQs的去除效果较好,抗生素在进出水中总承载量分别为9 854.43 mg·d-1和1 214.49 mg·d-1;F2养殖场废水中共检测出5种抗生素,原水中恩诺沙星(ENR)残留浓度最高为8.86μg·L-1,不同种类抗生素总去除率范围为-6.95%～78.80%,其中三级沉淀池对SAs、FQs处理效果较好,植物塘对TCs去除效果较好,抗生素在进出水中总承载量分别为2 014.90 mg·d-1和1 527.96 mg·d-1。总之,F1工艺对抗生素去除效果较为明显,且厌氧、好氧处理单元对F1和F2养猪场废水中抗生素去除相对有效,因此建议猪场废水工艺中采用厌氧和好氧工艺交替处理对水相中抗生素进行去除。     

天津市畜禽粪污处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果

为了探明养殖场粪污处理工艺对抗生素抗性基因(ARGs)的去除效果,选取天津市不同畜种且具有典型处理工艺的养殖场为研究对象,运用实时荧光定量PCR技术,对养殖场粪便和污水样品中5类13种ARGs和int I1进行检测。结果表明:目标ARGs和int I1在畜禽粪便和污水中普遍存在(10~(-7)～10~(-1)),猪、鸡和牛3种养殖场粪便中喹诺酮类ARGs的相对丰度最低(10~(-7)～10~(-5)),四环素类和磺胺类ARGs的相对丰度较高,分别为10~(-4)～10~(-1)和10~(-4)～10~(-2),猪场污水中13种ARGs和int I1的相对丰度(10~(-3)～10~(-2))普遍高于牛场(10~(-6)～10~(-4))。对于畜禽污水,猪场和牛场的处理工艺可以去除大部分ARGs,尤其是四环素类ARGs,相对丰度(lg值)下降了0～2.09,此外,猪场污水处理工艺中厌氧发酵单元和贮存池单元对ARGs的去除效果较好,牛场污水处理工艺中调节池单元对ARGs的去除效果较好;对于畜禽粪便,异位发酵床、堆肥和无菌晾晒处理均能去除大部分目标ARGs。猪粪在异位发酵床处理后,10种ARGs的相对丰度下降,其lg值平均降低了1.11;牛粪和鸡粪在堆肥后,分别有8种和9种ARGs的相对丰度下降,其lg值平均降低了0.83和1.32;牛粪在灭菌晾晒处理后,5种ARGs的相对丰度下降,其lg值平均降低了1.12。磺胺类ARGs在以上处理工艺中呈现升高趋势,因此,应该对磺胺类ARGs引起的污染予以重视。     

天津市畜禽粪污处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果

为了探究工厂化条件下不同添加剂对猪粪秸秆好氧堆肥过程中氮素和硫素转化规律的影响,掌握其对堆肥过程中NH_3和H_2S气体减排效果,本文共设置4个处理:沸石(质量分数10%)、过磷酸钙(质量分数5%)单独添加及二者同时添加,同时以无添加剂的处理作为对照。结果表明,不同添加剂对堆肥温度影响差异较小;与对照处理相比,单独添加沸石的堆肥产物全氮和全硫含量分别提高17.5%和17.1%,而单独添加过磷酸钙则分别提高26.1%和40.6%,二者同时添加保氮效果最佳,全氮含量提高32.1%,全硫增加52.8%;沸石通过吸附作用可以使堆肥过程中NH_3和H_2S的排放分别减少8.2%和9.4%。过磷酸钙能够通过提高堆体铵态氮含量,减少NH_3释放,减排率达37.6%,但由于过磷酸钙中含有较多的硫,导致H_2S排放量增加;两种添加剂同时添加对NH_3和H_2S减排效果与单独过磷酸钙添加处理差异较小。综合考虑堆肥品质和NH_3减排效果,工厂化堆肥过程中添加一定量过磷酸钙可以达到很好的除臭、保氮效果,过磷酸钙与沸石同时添加并没有协同强化作用,但过磷酸钙添加应该配合恰当的工艺参数,否则有增加H_2S释放的风险。     

水环境中抗生素抗性基因的分布·转移与去除研究进展

抗生素抗性基因具有可复制、可传播并能稳定表达的特点,其在不同的水环境中广泛分布,对生态环境及人体健康具有潜在风险.对水体环境中ARGs的分布、转移与去除情况进行了综述.在此基础上,从ARGs的转移机制和去除工艺的改良方面进行了展望.     

污水深度处理工艺对抗生素抗性菌和抗性基因去除研究进展

由抗生素的不合理使用产生的抗生素抗性菌(Antibiotic-resistant bacteria,ARB)和抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)已广泛存在于各种环境介质中,对人类健康和生态安全造成了潜在危害。即使抗生素消减后ARB也能在环境中长期存在,ARGs可通过水平基因转移(Horizontal gene transfer,HGT)进一步扩散。污水处理厂是ARB和ARGs的储存库,也是实现其削减的重要环节。因此,探索可高效去除ARB和ARGs的污水深度处理工艺是十分必要的。本文综述了多种深度处理工艺对ARB和ARGs的去除研究进展,分析了氯消毒、紫外和臭氧氧化等传统消毒处理工艺和光/H2O2、光芬顿、光催化等高级氧化技术,以及人工湿地、混凝、膜处理等工艺对ARB和ARGs的去除效果与机理。在此基础上,对今后ARB和ARGs去除相关的研究重点和方向提出建议,以期为我国污水深度处理工艺的选择提供借鉴。     

屠宰废水处理工艺的优化与设计

屠宰废水是我国最大的有机污染源之一。我国屠宰行业每年排放废水量约20亿m3,占全国工业废水排放量的6%。以往屠宰废水排放标准执行GB8978-1996《污水综合排放标准》或GB13457-92《肉类加工工业水污染物排放标准》,需要检测废水中的化学需氧量、生物需氧量、氨氮、悬浮物、动植物油的含量。本研究针对辽宁省环境保护厅新出台的DB21/1627-2008《辽宁省污水综合排放标准》[1](以下简称"新标准"),结合国内外先进的屠宰废水处理工艺,通过对各工艺段进行试验,筛选出一种新的优化组合工艺。结果表明:采用机械格栅+羽水分离器+溶气气浮+DAT-IAT+曝气生物滤池的优化组合工艺后,屠宰废水的化学需氧量、生物需氧量、氨氮、悬浮物、动植物油的含量均达到了"新标准"的要求。     

环境中抗生素抗性菌及抗性基因的研究进展

抗生素抗性菌及其抗性基因已成为公认的环境污染因素之一,威胁着人类健康和生态系统稳定.抗生素在临床和养殖业中的不合理使用,导致其在生态环境中残留,使得携带抗生素抗性基因的微生物获得了竞争优势,而抗性基因亦可在细菌之间发生转移,从而加速传播.该文对近年来国内外抗生素抗性菌及抗性基因的来源、危害性、抗性基因转移机制及细菌耐药性机制的研究进展进行了综述,分析了残留在环境中的抗生素抗性基因的污染现状和生态风险,以期为今后的相关研究提供参考.     

电解氧化法去除养殖废水中抗生素和激素研究

通过研究三维电极的电解氧化法对模拟养殖废水中抗生素、激素的去除影响和处理效果.结果表明:对抗生素、激素去除率的影响大小顺序表现为电解时间,初始pH和曝气时间.最优试验参数条件为电解电压5V,电解时间2 min,初始pH值为9,曝气时间3h.最优条件下,喹乙醇、土霉素、四环素、金霉素的去除率分别为99.1％,90.8％,97.7％和90.7％.少量的柠檬酸(0.02 mol/L)、乙酸(0.175 mol/L)能够提高去除效果;加入0.02 mol/L十二烷基磺酸钠(SDS)能够显著提高喹乙醇去除效果,但是会对土霉素、四环素、金霉素的去除效果产生不同程度的抑制.     

磷源对废水中氨氮去除效果的研究

针对以单一磷酸盐为磷源的化学沉淀法去除氨氮过程中出水磷酸盐残余量偏高的问题,试验尝试以磷酸盐和磷酸氢盐混合物作为化学沉淀法的磷源,研究了物料配比、反应时间等条件对氨氮去除效果及磷酸盐残余量的影响.结果表明,以磷酸氢盐为磷源,出水中氨氮浓度较低,而磷酸盐浓度较高;以磷酸盐为磷源,出水中磷酸盐浓度较低,而氨氮浓度较高,以混...     

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。     

畜禽养殖环境中抗生素抗性基因污染与扩散研究进展

兽用抗生素的长期使用导致畜禽养殖环境中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）污染日益严重,其在环境中的风险与危害也逐渐引起人们的重视。本文针对畜禽养殖环境中ARGs的污染与扩散情况进行综述,分析了不同畜种、不同国家（地区）间粪便中ARGs的浓度水平差异,并阐述了ARGs在粪便堆肥过程中的变化,以及在不同废水处理工艺中的消长情况。此外,还特别讨论了ARGs通过粪肥施用和气流作用等途径向周围土壤和大气等环境的输入,及其对周围环境介质中天然耐药水平的影响。最后,结合畜禽粪污ARGs的污染现状对今后减少养殖场ARGs排放和扩散的措施进行了总结与展望。     

嘉兴市农田土壤中抗生素抗性基因的分布特征

为了了解嘉兴市农田土壤中抗生素抗性基因分布现状,采用PCR技术对嘉兴市农田土壤中12种抗生素抗性基因进行了检测。结果表明,嘉兴市农田土壤样品中erm B、erm C、erm F、erm A、tet B、tet C、tet M、tet O、tet Q、tet W、sul1和sul2基因的检出率分别为65.63%、71.88%、100%、53.13%、46.88%、84.38%、90.63%、87.50%、84.38%、71.88%、93.75%和100%。检测结果可以为嘉兴市从抗生素抗性基因角度评估农艺措施提供指导依据,为嘉兴市掌握污染动态变化情况控制抗生素抗性基因传播提供基础理论数据。     

四川省稻田土壤的抗生素抗性基因多样性研究

为了全面明晰四川省稻田土壤中抗生素抗性基因的丰度和多样性,及其与环境因子的相关性,对7个不同地区的稻田土壤采用高通量荧光定量PCR技术,对283种抗生素抗性基因和12种可移动遗传元件遗传标记引物进行检测,揭示抗性基因的污染状况及空间分布规律。结果表明,7个稻田土中共检出166种不同的抗生素抗性基因和9种可移动遗传元件,每个土壤分别检出56～84种抗生素抗性基因。7个稻田土的抗生素抗性基因组成各异,且都存在其独有的抗生素抗性基因。不同稻田土的抗生素抗性基因的相对和绝对丰度均不同,抗生素抗性基因的绝对丰度范围为9.55×10~8～2.83×10~(10)copies·g~(-1)(干质量),相对丰度为0.012±0.006 copies·cell~(-1)。7个稻田土的抗生素抗性基因和可移动遗传元件的丰度都呈极显著正相关(P0.01),说明抗生素抗性基因的水平转移可能促进抗生素抗性基因的迁移和富集,加剧了农田土壤的抗生素抗性基因污染。总体相对丰度较高的抗生素抗性基因类型为多重耐药类(49.26%)、大环内脂类-林可酰胺类-链阳性菌素B类(11.30%)和β-内酰胺类(10.87%)。冗余分析表明土壤肥力重要指标总氮与7个稻田土中的抗生素抗性基因多样性极显著相关(P0.01)。四川不同地区的稻田土抗生素抗性基因分布规律各异,农业耕种活动可能影响土壤抗生素抗性基因的多样性。     

污水中抗生素及耐药基因的有效去除技术

二战时期用于治疗细菌感染的青霉素是最早使用的抗生素,在当时挽救了一大部分人的性命,抗生素也由此极大地推动了世界医疗卫生事业的发展,为众多疾病患者带去希望。但由于人们意识薄弱,对抗生素的依赖性不断增强,出现预防性使用抗生素等多种滥用抗生素的不当行为从而导致如今严重的抗生素污染问题,给人类、环境带来危机。抗生素污染的主要方面就是细菌耐药性的产生,而耐药基因的存在是产生耐药性的根本原因。污水处理厂如今存储了大量的抗生素及耐药基因,但很多却没有有效去除污水中二者的存在,反而向环境中不当排出加剧了危害。本文将对污水中抗生素及耐药基因的处理现状进行介绍并重点综述对其有效的去除技术。     

CASS工艺在禽类屠宰废水治理中的应用

某肉类食品厂根据禽类屠宰废水有机物浓度较高、可生化性好的特点,选择“UASB反应器＋射流曝气CASS”处理工艺。UASB厌氧处理工艺和CASS处理工艺对于去除有机物具有较好的处理效果。运行结果表明,经该工艺处理后,废水中的COD、BOD5等指标均能达标排放,有利于企业的可持续发展。     

水产养殖环境中抗生素抗性基因污染及其研究进展

抗生素不仅能防治水产生物的细菌性疾病,还能促进养殖生物的生长,因此在水产养殖业中的使用极为广泛。中国作为世界水产养殖大国,近年来养殖生态环境所遭受的抗生素污染日益严重,并由此诱导产生了一种新型的环境污染物--抗生素抗性基因。此类污染物可通过基因水平的转移进入人体,最终危害人类的健康,正引起国内外的广泛关注。在了解水产养殖环境中抗生素使用情况的基础上,阐述了抗生素抗性基因的来源、作用机制、传播扩散机制及污染危害影响,并对未来抗生素抗性基因的研究方向进行了展望,以期引起相关研究人员的重视,为保护水产养殖环境和水产品质量安全提供依据。     

沸石对猪场废水中氨氮的去除效果

比较3种沸石对膜过滤后猪场废水中氨氮的去除效果。结果表明,样品1对氨氮的去除率最高,沸石适宜投加量为每100 mL废水中投加7.5~10.0 g,振荡可提高沸石对氨氮的去除效果。在实际应用中,在废水处理池中安装曝气装置可加速沸石对氨氮的吸附。     

土壤中有机肥源抗生素抗性基因环境归趋与风险管理研究进展

抗生素抗性基因——一类新型污染物,已对人类健康和环境安全构成威胁,如何有效应对日益严峻的耐药性危机已成为一项全球性挑战。有机肥源抗生素抗性基因是土壤抗生素抗性基因的主要来源,而土壤参与并主导不同环境单元中抗生素抗性基因演化的多元交互作用,因此,有必要厘清有机肥源抗生素抗性基因在土壤和其他环境介质中的命运、归趋与风险。本文综述了近年来有机肥源抗生素抗性基因在土壤中的分布特征、环境归趋、人体暴露风险以及风险管理方面的研究进展,并提出建议与展望,以期为有效减轻抗生素抗性基因在环境中的危害,遏制抗生素抗性基因的增殖与传播提供理论依据与决策参考。     

农业环境领域抗生素抗性基因的文献计量研究

为深入了解农业环境领域抗生素抗性基因(ARGs)研究的整体状况和前沿动态,以科学引文索引(science citation index expanded,简称SCI-E)的在线数据库为基础,对1995—2016年期间全球范围内相关的文献报道开展了计量学分析,全面评价了研究内容、研究热点及发展趋势。自2009年开始,农业环境领域中ARGs相关的文献报道迅速增加,研究范围包括污染调研、安全评价、消减机制与扩散等方面。对作者关键词(author keywords)、附加关键词(keywords plus)、题目(title)及摘要(abstract)综合分析的结果表明,当前研究的热点抗生素类型包括四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类,它们在未来依然是持续被关注的对象。ARGs相关的热门研究基质包括废水、土壤、地表水、粪便、饮用水等,且我国是相关论文研究最多的区域。根据文献计量分析的结果,ARGs污染引起的微生物群落改变、PCR技术、重金属协同选择抗性、风险评估等是农业环境领域ARGs研究的热门话题。