鸡饲料中抗生素耐药菌和耐药基因污染初探

利用超高效液相色谱串联质谱法测定12份饲料样品中80种抗生素的残留情况,用抗性培养基筛选法对6类耐药细菌进行分离、计数,并用荧光定量PCR法对17个耐药基因进行定量分析.结果表明:仅食槽样品中发现磺胺氯吡嗪、强力霉素、氟苯尼考3种抗生素的残留,残留量分别为0.082 mg/kg、0.005 mg/kg、0.014 mg...     

鸡粪-堆肥中重金属残留、抗生素耐药基因及细菌群落变化研究

研究鸡粪及其堆肥过程中养分变化、重金属残留、抗生素耐药基因消减情况以及细菌群落演替规律,探讨细菌菌群与养分、重金属、抗生素耐药基因之间的相关性。采集鸡粪及其堆肥过程样品,测定样品中养分、重金属含量,检测抗生素耐药基因相对丰度,采用16S rRNA高通量测序技术研究鸡粪堆肥过程细菌群落变化。从鲜鸡粪(组FM)到二次发酵(组SC),样品中有机质含量下降,全氮和全磷含量有不同程度增加,全钾及pH值显著升高(P0.05)。重金属在不同组中的浓度呈波动变化,与组FM相比,在组SC中砷(As)、镉(Cd)浓度升高,铜(Cu)、锰(Mn)、铅(Pb)浓度下降,其中锌(Zn)下降显著(P0.05)。堆肥后,抗生素耐药基因aac(6′)-Ib-cr、tet M(P0.05)、erm B(P0.05)和bla CTX-M(P0.05)的相对丰度呈现不同程度的下降,而基因sul1相对丰度增加。高通量测序结果表明,在门水平,各组均以Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes 3个菌门为主。在属水平,各组具有不同的优势物种,同时潜在病原菌属的相对丰度均随堆肥过程降低。通过相关性分析发现,大部分优势菌属与全磷、pH值、重金属Cr及耐药基因sul1、tet M、erm B和bla CTX-M有显著相关性(P0.05)。鸡粪经堆肥后可降低病原菌及抗生素耐药基因相对丰度,但仍存在一定风险,该研究可为实际生产中鸡粪的高效、安全堆肥处理提供参考。     

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。     

堆肥过程中抗生素和耐药基因消减研究进展

堆肥是常用的有机固废处理技术,能够快速实现有机固废资源化利用,但传统工业化堆肥对于抗生素及其耐药基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）消减重视不足。事实上,近年来畜禽粪污等堆肥原料中抗生素及ARGs残留问题日益凸显,抗生素及ARGs消减已经成为堆肥过程中不容忽视的部分和亟待解决的问题。本文综述了近年来抗生素及ARGs在堆肥过程中消减的研究现状和一般特点,以及影响消减效果的理化和生物学因素、相关优化技术措施的效果和瓶颈等,以期为最大限度降低ARGs传播风险提供参考。     

抗生素暴露对小白菜幼苗生长及内生细菌的影响

采用水培实验研究了不同浓度四环素、环丙沙星暴露对小白菜种子萌发和幼苗生长的影响,进一步通过微生物培养方法探讨了抗生素暴露对小白菜幼苗中抗生素耐药内生细菌的影响。结果表明,4 mg·L-1四环素暴露能促进小白菜种子萌发时的根伸长和芽伸长,高于4 mg·L-1的四环素和不同浓度环丙沙星暴露均抑制小白菜种子萌发,且暴露剂量越高抑制作用越明显。在幼苗生长阶段,两种抗生素暴露下植株的根长和株高均呈现随着暴露剂量增加抑制作用加强的趋势。同时,抗生素暴露明显提高了小白菜幼苗中耐药内生细菌的比例,且该比例随着抗生素暴露剂量的增加显著上升。     

规模化猪场不同饲料、粪污及废水处理过程中抗生素和重金属的残留特征

【目的】探究猪场不同环境介质中抗生素和重金属的残留特征。【方法】选取江西某规模化养猪场不同发育时期(妊娠期、育肥期、哺乳期、乳小期和保育期)饲料及对应粪污,以及猪场不同处理阶段（固液分离、USR、沼气池、调节池、BCO、SBBR、BAF、一级湿地和二级湿地）废水,采用液相色谱质谱法、火焰原子吸收光度法和原子荧光光度法对4种抗生素（金霉素、土霉素、四环素和青霉素）和4种重金属（Cu、Zn、Cr和As）进行测定。【结果】饲料和粪污含有的抗生素主要为金霉素和土霉素,金霉素在育肥饲料和乳小猪粪中含量较高,分别达0.167 mg/kg和0.833 3 mg/kg,土霉素则表现为在育肥饲料和哺乳猪粪中含量较高,分别达0.092 3 mg/kg和1.746 mg/kg;粪便中四环素含量在生猪各生长时期中无明显差别,平均含量达0.047 mg/kg,且仅在保育猪尿中检测到青霉素存在,含量为487.462 9μg/L;饲料和粪污中重金属含量由高到低依次为Zn,Cu,Cr,As,其中饲料以保育时期的Zn含量最高,达2 343.6 mg/kg,同时表现出各发育时期粪污中Zn含量均较高现象,且以保育猪粪和乳小...     

土壤中磷细菌的筛选和鉴定

用卵黄平板 (有机磷 )和磷灰石平板 (无机磷 )从土壤中筛选出具有解磷能力的菌株 ,根据其解磷圈大小判断其解磷能力。结果获得 8株具有较强解磷能力的芽孢杆菌 ,它们分别属于蜡质芽孢杆菌 (Bacilluscereus)、栗褐芽孢杆菌 (Bacillusbadius)和巨大芽孢杆菌 (Bacillusmegaterium)。     

浙江省土壤中细菌对抗生素耐药性的生态分布特征

从浙江省各地采集不同类别土壤样品146个,采用平板稀释法测定土壤细菌在无和含有抗生素(土霉素或磺胺二甲嘧啶,质量分数为1mg/kg)培养基上的生长情况,用可培养耐药菌发生率作为指标,评估不同土壤类型、不同土地利用方式和不同地貌类型区的土壤中细菌对土霉素和磺胺二甲嘧啶的耐药性,分析浙江省区域内土壤中细菌抗生素耐药性的生态分布特征.结果表明:浙江省表层土壤中细菌对土霉素和磺胺二甲嘧啶的耐药发生率分别为5.75%~48.23%和4.52%~36.71%;表层土壤中细菌抗生素耐药发生率的平均值为水网平原、河谷平原>滨海平原>丘陵山地;潮土>水稻土>红壤、紫色土>盐土>石灰土、粗骨土>黄壤;蔬菜地>果园>旱地、水稻田>荒地>林地;养殖场>居民区>农地.土壤中细菌的抗生素耐药发生率随海拔升高而下降;而在同一土壤剖面中细菌的抗生素耐药发生率随深度的增加而下降.土壤中细菌对土霉素的耐药发生率与其对磺胺二甲嘧啶的耐药性呈现显著的相关(r=0.816,n=136).研究认为土壤中细菌抗生素耐药性的生态分布特征差异与人类活动密切相关.     

基质有效磷丰度对磷细菌生长和解磷效果的影响

以芽孢杆菌属磷细菌菌株为对象,以培养液作为基质,初步研究了不同有效磷丰度对磷细菌生长和解磷效果的影响。结果表明:(1)环境有效磷的缺乏将明显延长磷细菌的迟滞期,而对菌体总量基本无影响。(2)环境有效磷含量过高将导致磷细菌解磷能力的下降。(3)磷细菌的解磷过程可能存在底物诱导作用。     

美疾控中心首次对耐药细菌分级

美国疾病控制和预防中心9月16日发布1份报告,专门关注一些细菌对抗生素产生耐药性的问题,该报告首次对耐药细菌分出威胁等级,艰难梭菌等3种细菌被列入最高的"紧急"级别.这份名为《美国2013年抗生素耐药性威胁》的报告说,每年有超过200万美国人被有耐药性的细菌感染,其中至少2.3万     

养猪废水处理工艺对耐药基因迁移影响研究进展

生猪养殖是环境中抗生素耐药基因（antibiotic resistance genes,ARGs）的重要来源之一,而养猪废水的排放是ARGs进入环境的主要渠道。目前,养猪废水中ARGs排放所导致的环境效应尚不明晰,同时,不同养猪废水处理工艺对于ARGs去除的相关研究尚处于起始阶段,需要进行更加深入、细致的研究,以及探索减少养猪废水中ARGs丰度的养殖废水处理方法。本文综述了养猪场内ARGs从产生到进入环境的过程以及当前ARGs污染情况和研究现状,从不同的污水处理法（厌氧生物处理法、好氧生物处理法、物理化学法、人工湿地法）出发,重点介绍养猪场污水处理工艺中ARGs的分布和去除效果,认为物理化学法是消减养猪废水中ARGs污染问题最具前景的处理方式。最后,基于目前养猪废水处理工艺在去除ARGs存在的不足,提出了优化处理工艺措施并强化各工艺间ARGs监测的可行性建议。     

三种湿地植物在高负荷养猪废水脱氮过程中的根际效应

为了探究不同湿地植物在处理高负荷养猪废水时的根际效应,本研究通过野外小区控制试验,以3种常见的挺水植物美人蕉(Canna indica)、梭鱼草(Pontederia cordata)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)为研究对象构建表流人工湿地,研究人工湿地植物根系分泌物与根际氮循环微生物之间的关系。结果显示,梭鱼草对养猪废水的处理效果最好,氨氮、硝氮和总氮的去除率分别为78.3%、93.4%和81.2%。与试验前相比,梭鱼草和黄菖蒲根系可溶性有机碳(DOC)分泌速率在试验后分别增加了44.9%和13.5%;根系总有机酸(TOA)分泌速率分别增加了125.1%和147.5%。在处理养猪废水后,3种植物根际硝化过程氨氧化细菌(AOB)占主导地位,AOB-amoA基因丰度在黄菖蒲根际土中最高,为2.6×10⁸ copies·g^-1;反硝化过程nirK基因占主导地位,nirK基因丰度在梭鱼草根际土中最高,为4.3×10⁸ copies·g^-1。同时,3种植物根际均存在较明显的厌氧氨氧化过程,hz...     

人工湿地废水处理技术的研究现状及展望

对人工湿地废水处理技术的研究现状进行综述,为深化人工湿地的研究与应用奠定基础。人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种废水处理技术,具有氮磷去除能力强、运转维护方便、运行费用低、对负荷变化适应性强等优点,已广泛应用于生活污水、工业废水、石油开采废水、养殖废水治理等领域。根据布水方式和水流形态的不同,人工湿地可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地3大类。研究证实,人工湿地对污水中的有机物、氮、磷有较好的去除效果,其去除机理与植物根系吸收、微生物分解和系统内部物理化学作用有关。近年来我国利用人工湿地技术在处理生活污水、养殖废水、橡胶废水、油田废水、造纸废水、制革废水及印染废水等方面取得了重要进展,但我国的人工湿地技术还比较落后,存在耗地多、工艺杂乱、管理不规范等问题,有待通过深入研究来加以完善,以增强人工湿地的应用效能。     

光合细菌在蔬菜栽培及废水处理中的应用

对光合细菌在黄瓜的大田试验及对啤酒废水处理的室内试验的结果表明：光合细菌能明显促进植物生长，试验中的黄瓜的株高、茎粗、株幅、叶数分别比对照增加58．61％、38．27％、30．34%、29．57％，而且它还能增强其抗病能力，提高座果数。在废水处理中效果也比较显著。     

生猪养殖场废水处理工程设计与运行调试

采用厌氧—好氧—混凝沉淀工艺来处理高浓度养猪场废水。结果表明:经过该工艺处理后,原水COD由12 000 mg/L降为98 mg/L,SS浓度由4 500 mg/L降为20 mg/L,NH4+-N由1 160 mg/L降为59 mg/L,去除率分别为99.18%,95.56%和94.91%,达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596—2001)中规定的排放标准。该工艺具有工程造价低、易于管理等优点。     

规模化猪场废水常规生化处理的效果及原因剖析

通过连续4个多月现场采样测定并分析湖南某水冲粪猪场典型废水处理工艺各阶段水质,包括p H、悬浮固体(SS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的变化情况,探究规模化猪场废水常规生化处理的实际效果,并分析存在的问题与可能的原因。结果表明,猪场常规固液分离后废水SS、COD、NH_3-N、TN、TP含量依然较高,分别为3040~4900、6440~11 290、652.3~1044、721.3~1187、55.5~148.1 mg·L~(-1),厌氧消化大部分去除的是废水中可溶性有机物,COD去除较少,进入后续生化处理负荷高。常规二级生化处理后二沉池出水水质指标中NH_3-N为37.9~108.7 mg·L~(-1),TN为179.1~203.4 mg·L~(-1),TP为20.1~41.6 mg·L~(-1),不能稳定达标;后接CASS工艺进一步处理后,NH_3-N浓度可大幅降低到0.54~3.2 mg·L~(-1),但TN和TP去除率低,表明该阶段以硝化反应为主,而反硝化脱氮过程受阻。CASS池出水TP浓度超标且色度较深,通过增加化学混凝沉淀工艺脱色、除磷,最终出水达标,但由此产生大量化学污泥并消耗化学药剂,延长了工艺路线,处理成本高达近10元·t-1。猪场粪污传统固液分离-厌氧产沼-多级生化处理工艺水质达标困难的主要原因在于进入水处理系统的依附于SS中的"惰性"COD、氮和磷浓度较高,妨碍了其降解或转化。因此,改进并研发在前端快速高效去除SS和"惰性"污染物再进行生化处理的工艺,是有效提高处理效果、缩短处理周期和降低处理成本的可行途径。     

抗菌素半合成生产废水厌氧处理工艺及动力学研究

采用水解酸化工艺处理含有较多硫酸盐及青霉素、头孢霉素等无机、有机毒物的抗菌素半合成生产废水的可能性及其动力学机理进行了研究.结果表明:当进水CODCr浓度为5000～6000 mg/L,水解酸化池HRT为7 h,UASB的HRT为14 h时,COD容积负荷达到10.62 kg/(m3*d),COD去除率70%～80%,符合后续好氧处理的进水要求,反应机理符合有毒物抑制时的Monod方程修正式.其动力学常数vmax在0.1～0.3 d-1之间,Ki在2.3～3.0 mg/L之间.为抗菌素半合成生产废水处理的最优化设计和运行研究提供了参考依据.     

潮汐流人工湿地床处理生活污水的优化研究

我国水环境污染日趋严重,传统人工湿地复氧量常小于截留污染物降解需氧量,床体氧环境较差直接影响污水处理效率,且易于堵塞。本研究以探索新型潮汐流人工湿地对污水的高效处理为目的,以室内无植物封闭柱式潮汐湿地床为研究对象,探讨5种不同运行条件下污染物去除能力和复氧效果。结果表明:不同运行条件对悬浮物的去除率影响不大,淹水时间3h,总磷(TP)和氨氮(NH3-N)的去除效果最优,且采用一级反应动力学计算得到的有机物降解常数KBOD最大,有机物降解能力较强。通过对各运行条件系统供氧和理论污染物降解需氧的恒量计算发现,在忽略植物根系泌氧和大气自由扩散复氧的前提下,排空时间3h均满足系统污染物理论需氧量的需求。不同运行条件床体基质孔隙率差别不明显,有机负荷是影响孔隙率变化的主导因素,适当轮休可有效缓解堵塞现象发生,恢复床体水流传导力。     

高温持续时间对鸡粪堆肥中多重耐药菌、接合型质粒及耐药基因消减特征的影响

为研究堆肥过程中高温持续时间对多重耐药大肠杆菌及其携带的接合型质粒和抗生素耐药基因（Antibiotic resistance gene,ARGs）消减规律的影响,本研究在鸡粪堆肥初始物料中外源添加多重耐药大肠杆菌菌液,并设置延长高温时间组（CT组）和常规堆肥组（NT组）两种堆肥条件处理,利用选择性培养及16S rRNA基因扩增子测序技术检测多重耐药菌群变化规律,同时利用数字PCR定量检测大肠杆菌16S rRNA基因、接合型质粒转移酶基因（MOBP）、氨基糖苷类耐药基因[APH(3)-Ib]及磺胺类耐药基因（sul2）和Ⅰ类整合子-整合酶基因（intl1）等污染物相对丰度变化,对比获得了延长高温时间对多重耐药菌及其ARGs消减速率的影响。结果表明,高温堆肥能够明显抑制堆肥中多重耐药菌的生长,并且CT组对其的抑制效果明显好于NT组。堆肥结束后,五种基因在CT组的相对丰度消减率为79.82%～99.99%,但NT组中腐熟期结束后APH(3)-Ib、sul2、intl1等基因相对丰度均高于初始物料。多重耐药大肠杆菌及其接合型质粒的消减规律均符合一级动力学方程,但APH(3)-Ib、sul2和...