论文部分内容阅读
目前环境中抗生素的污染逐渐增加,规模化畜禽养殖作为环境抗生素和抗性基因污染的重要来源之一,其污染的状况及去除特征逐渐成为人们关注的热点。本论文以抗生素和抗性基因为研究对象,建立和优化了畜禽粪便中抗生素检测方法,调查了北京地区规模化养鸡场、好氧堆肥厂、厌氧消化厂的抗生素残留及抗性基因污染状况,并研究了土霉素、磺胺甲噁唑、环丙沙星和红霉素等4种抗生素在不同通风条件下的好氧高温堆肥降解规律,主要结论如下:首先,建立了一套固相萃取-高效液相色谱串联质谱法(SPE-HPLC-MS),用于检测样品中四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类抗生素。通过对样品预处理条件优化后,进行方法验证,16种抗生素的加标回收率介于61.89%～97.08%之间,检出限为0.01～2.50 μg.kg-1,定量下限为0.05～7.86μg kg-1,线性相关性为0.9914～0.9996。该方法方便快速、价格低廉且准确灵敏,并应用该方法对北京地区典型规模化养鸡场、好氧堆肥厂和厌氧发酵厂的鸡粪、有机肥和沼渣中抗生素残留进行了检测分析,结果表明,四类抗生素在所有样品中检测率为100%,且厌氧发酵厂中抗生素浓度高于好氧堆肥厂中抗生素浓度。其次,对鸡粪、有机肥和沼渣中的抗性基因(ARGs)进行了定性分析和定量分析,从78种抗性基因中筛选出17种代表性的抗性基因进行dPCR定量分析,四类抗生素ARGs检出率均在90%以上,四环素类抗性基因tetAl,tetM2和磺胺类抗性基因sul11,dfrA1办检出率达到100%。不同的粪便来源对不同机制的四环素抗性基因的存在影响较大。最后,设计堆肥模拟实验,研究了土霉素、磺胺甲噁唑、环丙沙星和红霉素等4种抗生素的降解规律。本文主要研究了不同通风方式下高温堆肥对鸡粪中四种抗生素的去除效果,阐明不同通风条件对抗生素去除效果的影响,并对堆肥过程中的温度、含水率、pH、EC和GI进行论述。设有静置堆肥、自然通风风和强制通风三个实验组,三个处理组对抗生素的去除率高低依次为强制通风>自然通风>静置堆肥,去除率在90.0%～99.9%之间。与正常堆肥体系相比,抗生素的添加并没有影响堆肥试验的进行。抗生素在堆肥中降解可用一级动力学方程进行拟合,相关系数在0.9212～0.9950之间。三种处理中强制通风半衰期最短,静置堆肥半衰期最长,说明充足的氧气和定期翻堆可以促进抗生素的降解,提高抗生素降解速率。