堆肥消减畜禽粪便中病原微生物及抗生素残留的研究进展

随着我国畜禽养殖业的规模化发展,畜禽粪便排放量急剧增加,其中含有大量的病原微生物及抗生素残留,如不进行处理会对人类健康和生态环境造成严重威胁。堆肥技术能有效去除畜禽粪便中大部分病原微生物及抗生素残留。本文对畜禽粪便中病原微生物、抗生素残留以及堆肥对病原微生物及各类抗生素的消减情况进行了总结,并对今后堆肥的研究方向提出了建议。     

畜禽粪便中残留抗生素对厌氧消化影响的研究进展

厌氧消化技术处理畜禽粪便,既可以减少环境污染,又能够实现废物无害化、资源化。但畜禽粪便中残留的抗生素对厌氧菌的活性有很大影响,进而影响厌氧消化效果。目前含抗生素类畜禽粪便的厌氧消化处理的可行性受到广泛关注。概述了抗生素在畜禽养殖业中的应用现状和潜在危害,分析了抗生素对厌氧消化产气效果和微生物种群的影响及抗生素的厌氧降解情况,并对今后的研究重点和研发方向提出建议和展望,以期为含抗生素类畜禽粪便厌氧消化处理提供理论支持。     

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。     

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。     

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。     

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。     

畜禽粪便肥料化及其在土壤改良中的应用综述

我国畜禽养殖由散户向规模化集中养殖转变后，养殖废弃物造成的环境污染问题仍较严重。畜禽粪便中富含N、P、K等多种营养元素和有机质，是重要的有机肥源。为了加快推进畜禽粪便的资源化利用，笔者首先分析了畜禽粪便随意排放带来的风险，然后介绍了当前流行的几种粪便资源化利用方式。我国目前对畜禽粪污的处理技术主要包括除臭和固液分离，资源化利用方面主要有厌氧发酵和肥料化利用，也有将畜禽粪便气化后作为能源利用的尝试，但因能源化利用成本较高而难于推广；肥料化利用操作简单、成本低，且应用效果显著。笔者着重阐述了畜禽粪便堆肥技术以及畜禽粪便肥料对土壤改良的效果，并提出今后应着重解决堆肥过程中重金属和抗生素污染问题，加强鸡粪、鸽粪、猪粪、牛粪等不同来源有机肥的系统性对比研究，以更好地推进畜禽粪便的资源化利用。     

畜禽粪便中抗生素抗性基因(ARGs)污染问题及环境调控

抗生素在畜禽养殖业的大量使用造成抗生素抗性基因(ARGs)污染日益严重。动物体内诱导出的抗性菌株随粪便排出后,通过基因水平转移进入土壤进而污染土壤和地下水环境。堆肥作为一种将粪便资源化的优良传统方法,能否有效去除畜禽粪便中的ARGs而防止环境污染值得探讨。通过总结畜禽粪便ARGs污染现状,粪便堆肥过程中微生物群落结构变化与影响微生物变化的因素以及堆肥可能对粪便中ARGs造成的影响,提出将堆肥作为去除畜禽粪便中ARGs的一种有效手段,利用堆肥产生的高温去除抗性菌株和抗性质粒等,并且考虑加入能直接灭杀肠道微生物的化学抑制剂(如石灰氮、胺类、吲哚等),实现降低畜禽粪便ARGs丰度的可能。据此强调开展畜禽粪便中ARGs研究的必要性,认为将堆肥和ARGs研究结合起来,可以有效地降低这种新型污染物的污染水平。     

畜禽粪对抗生素的吸持作用

抗生素是畜禽养殖业中常用的一类兽药,经饲料添加用量大,体内代谢率低,主要通过粪便排出体外。当畜禽粪便在养殖场周边堆放或施入农田后,会对生态环境造成一定的污染危害,而这种影响与畜禽粪对其的吸附强弱密切有关。研究了猪粪和鸡粪对土霉素、泰乐菌素、磺胺二甲嘧啶和恩诺沙星等4种常用抗生素的吸附能力。结果表明,畜禽粪对抗生素的吸附强度因抗生素种类的不同可有很大的变化,吸附强度大小为：土霉素>恩诺沙星>泰乐菌素>磺胺二甲嘧啶;鸡粪对抗生素的吸附强度略高于猪粪;从畜禽粪中分离的胶体物质对抗生素的吸附高于相应的畜禽粪。由此可以推断,当畜禽粪便在养殖场周边堆放或施入农田时,磺胺二甲嘧啶与畜禽粪结合较弱,以可溶态形式流失的风险较大,而土霉素、恩诺沙星和泰乐菌素以可溶态的流失风险较小,但它们也可呈胶体结合态随地表径流流失。     

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。     

施用含土霉素动物粪便对萝卜吸收土壤中土霉素及其生长的影响(英文)

[目的]兽用抗生素被广泛用于畜禽养殖业的疾病预防与促进动物生长,由于动物对抗生素的吸收率较低,抗生素可以母体或代谢产物方式残留于畜禽粪便中,并随畜禽粪便的施用进入农田环境,对农作物生长产生潜在的影响。鉴于此,该研究以作物体内抗生素的积累与作物生长状况为观察指标评估了土壤中土霉素污染对蔬菜作物的影响。[方法]在温室内,选择了砂质土和粘质土等2种土壤,通过使用畜禽粪及添加不同剂量的土霉素(0,2,5,10,25和50 mg/kg)进行了为期7个星期的萝卜生长试验,测定了萝卜地上和地下部分中土霉素含量,观察了萝卜光合作用强度及生物量的变化,模拟研究了由畜禽粪便引入的抗生素对萝卜生长及萝卜对土壤中土霉素的吸收。[结果]萝卜能吸收土壤中的土霉素,其体内土霉素含量随土壤中土霉素污染浓度增加而增加,并随作物生长时间的增加有所下降;萝卜根系中土霉素积累比地上部分明显。砂质土壤中土霉素的生物有效性高于粘质土壤。土壤中土霉素污染水平低于10 mg/kg对萝卜生长影响不明显,但污染水平在25 mg/kg以上时可显著减弱萝卜叶片的光合作用强度,减少根系和地上部分的生物量。[结论]由于抗生素可在蔬菜中的积累,研究认为长期施用含高量抗生素的畜禽粪便可引起人类食用蔬菜的健康风险。     

施用含土霉素动物粪便对萝卜吸收土壤中土霉素及其生长的影响

[目的]兽用抗生素被广泛用于畜禽养殖业的疾病预防与促进动物生长,由于动物对抗生素的吸收率较低,抗生素可以母体或代谢产物方式残留于畜禽粪便中,并随畜禽粪便的施用进入农田环境,对农作物生长产生潜在的影响.鉴于此,该研究以作物体内抗生素的积累与作物生长状况为观察指标评估了土壤中土霉素污染对蔬菜作物的影响.[方法]在温室内,选择了砂质土和粘质土等2种土壤,通过使用畜禽粪及添加不同剂量的土霉素（0,2,5,10,25和50 mg/kg）进行了为期7个星期的萝卜生长试验,测定了萝卜地上和地下部分中土霉素含量,观察了萝卜光合作用强度及生物量的变化,模拟研究了由畜禽粪便引入的抗生素对萝卜生长及萝卜对土壤中土霉素的吸收.[结果]萝卜能吸收土壤中的土霉素,其体内土霉素含量随土壤中土霉素污染浓度增加而增加,并随作物生长时间的增加有所下降;萝卜根系中土霉素积累比地上部分明显.砂质土壤中土霉素的生物有效性高于粘质土壤.土壤中土霉素污染水平低于10 mg/kg对萝卜生长影响不明显,但污染水平在25 mg/kg以上时可显著减弱萝卜叶片的光合作用强度,减少根系和地上部分的生物量.[结论]由于抗生素可在蔬菜中的积累,研究认为长期施用含高量抗生素的畜禽粪便可引起人类食用蔬菜的健康风险.     

畜禽粪便污染治理现状及发展趋势

畜禽粪便污染防治是关系着我国畜禽养殖业发展的重要因素。笔者主要阐述了畜禽粪便污染治理中存在的问题、防治对策及研究动态,并着重介绍了畜禽粪便生态还田技术、生态养殖模式探索、组建养殖业联合体、畜禽粪便饲料肥料化技术等有效解决畜禽粪便污染问题的新思维和新方法。     

禽畜养殖粪便中多重抗生素抗性细菌研究

通过对新乡地区8家养猪场和11家养鸡场饲喂抗生素情况的调研,发现头孢氨苄、阿莫西林、卡那霉素、庆大霉素等4种抗生素是该地区被普遍使用的兽药抗生素。通过多点取样法和微生物培养技术对3家养鸡场和3家养猪场不同养殖时期的粪便进行单一抗生素和多重抗生素抗性细菌的检测,结果表明养鸡场堆置1周的粪便中抗头孢氨苄的细菌比例最高,达到65.90%,对所研究的3种和4种抗生素同时抗性的比例高达8.60%-12.51%和9.73%,明显高于饲喂中药的对照养鸡场样本检测结果(0.02%-2.73%和0.12%)。养猪场堆置1周的粪便中检测到抗头孢氨苄的细菌比例也是最高,达到49.12%上,但养猪场粪便中多重抗生素抗性细菌的比例明显低于养鸡场。同时研究发现,在两种养殖场中,幼龄期粪便中检测到的多重抗性细菌比例明显高于成熟期粪便,这可能与养殖过程中鸡、猪在幼龄期由于防病和促生长等因素而同时大剂量使用多种抗生素有关。     

畜禽粪便热化学转换技术的研究进展

畜禽粪便污染环境的问题日益突出,但畜禽粪便同时也是一种生物质能源。为探索畜禽粪便能源化途径,详细介绍了畜禽粪便热化学转换技术的国内外研究现状,讨论了直接燃烧、热裂解、液化、气化各种热化学转换技术的优势和劣势。由于气化技术相对成熟且设备投资相对较低,使畜禽粪便气化具有一定的应用前景,建议开展畜禽粪便气化设备、参数优化和气化对环境影响的研究。     

磺胺类抗生素在畜禽粪便-土壤-植物-水系统中迁移转化研究

[目的]随着规模化畜禽养殖业的迅速发展,畜禽粪便中磺胺类抗生素污染问题目益突出.为评估畜禽粪便中磺胺类抗生素在土壤-植物-水系统中的迁移转化特性.[方法]将玉米植株种植在不施肥、施用复合肥、施用鸡粪、施用猪粪4种处理土壤上,通过旋转蒸发仪、高效液相色谱仪等仪器,测定不同处理不同时期土壤、渗滤液和植物体中磺胺类抗生素浓度...     

宁夏规模养殖场畜禽粪便养分含量和重金属、抗生素残留量测定及安全性评估

通过对宁夏规模养殖场奶牛、肉牛、生猪、蛋鸡、肉鸡5种畜禽的16个粪便样品、8个堆粪样品、9个有机肥样品,奶牛场、猪场4个干湿分离粪渣样品和5个液体粪污样品的化验分析,测定了样品中常规养分含量,常量、微量元素含量,重金属和稀有元素含量,抗生素残留量等.结果显示:宁夏规模养殖场奶牛、肉牛、猪、肉鸡、蛋鸡粪便、堆粪、粪渣及生产的商品有机肥均含有丰富的有机质及氮、磷、钾等常规养分和铁、铜、锌、锰、镁、钙等常量、微量矿物质元素,是优质的有机肥资源.其所含的全盐量、重金属含量对照《畜禽粪便还田技术规范》(GB/T 25246-2010),以畜禽粪便为主要原料的肥料中,畜禽粪便的砷、铜、锌含量限值和宁夏规模养殖奶牛、肉牛、生猪、蛋鸡、肉鸡粪便、堆粪、有机肥中砷、铜、锌含量测定值对比,重金属砷的含量远低于畜禽粪便作为肥料的限值,猪粪便和堆粪中铜的含量超过了水稻、蔬菜限值标准;奶牛场堆粪中锌的含量超过蔬菜和水稻的用肥限值标准.宁夏规模养殖场畜禽粪便干物质中含有多种抗生素,含量最高值为奶牛场有机肥样品,其干物质中土霉素质量比为15.83 mg/kg,其他粪便样品干物质中多种抗生素含量普遍低于0.1 mg/kg,查阅国内相关研究结果,相比均在较低水平.