畜禽養(yǎng)殖污水處理工藝

畜禽養(yǎng)殖污水處理工藝

1 引言

　　畜禽養(yǎng)殖業(yè)是我國農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)背景下，在維持畜產(chǎn)品穩(wěn)定供給的發生、提高人民生活水平方面發(fā)揮著重要作用.隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的集約化組成部分、規(guī)模化發(fā)展新的動力，為提高動物生產(chǎn)性能的過程中、防治疾病，養(yǎng)殖過程添加了一定量的重金屬與抗生素.據(jù)統(tǒng)計2006年我國獸用抗生素消耗9.7萬噸像一棵樹，占全國抗生素總用量的54%.而不被機體吸收過程中、降解的抗生素排放到環(huán)境中，據(jù)Zhou等估算我國每年生豬和奶牛養(yǎng)殖場抗生素排放量分別為3080和164 t.而養(yǎng)殖業(yè)每年重金屬排放銅能運用、鋅分別為2397.23 t達到、4756.94 t.畜禽養(yǎng)殖糞污表現(xiàn)出重金屬與抗生素復合污染特征和研究發(fā)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖過程抗生素和重金屬使用與養(yǎng)殖場及其周邊環(huán)境抗性基因豐度的提高呈正相關(guān)關(guān)系.畜禽養(yǎng)殖糞便、污水成為抗性基因的重要蓄積庫.抗性基因作為一種新型污染物不可缺少，可能對公共健康蓬勃發展、食品和飲用水安全構(gòu)成威脅.胡永飛等對162個健康人腸道微生物宏基因組(Metagenome)中的耐藥基因進行了深入分析，發(fā)現(xiàn)四環(huán)素抗性基因的豐度zui高積極回應，而人類腸道四環(huán)素抗性基因極有可能來自于獸用抗生素的使用以及抗性基因沿食物鏈的傳播.

　　2014年衛(wèi)生組織發(fā)布的《抗生素耐藥報告》明確指出抗生素抗性是21世紀公共衛(wèi)生的嚴峻挑戰(zhàn)重要性，針對動物生產(chǎn)應監(jiān)督和促進畜禽業(yè)的合理用藥，并強調(diào)了食用動物攜帶的抗生素抗性及其在食物鏈上的傳播方面數(shù)據(jù)的缺乏多種場景，應加強此方面的研究.我國和主要發(fā)達國家推行畜禽養(yǎng)殖廢水的生物處理多元化服務體系、農(nóng)田利用等工藝模式，然而畜禽養(yǎng)殖廢水攜帶的抗性基因在此過程的轉(zhuǎn)歸擴大公共數據，以及抗性基因是否存在沿食物鏈的傳播風險深度，亟需開展相關(guān)研究.

　　因此，本研究通過查閱國內(nèi)外文獻更加堅強，總結(jié)歸納了畜禽養(yǎng)殖含有的抗生素抗性基因在生物處理與時俱進、農(nóng)田利用過程的變化規(guī)律，并對今后的研究重點和方向提出建議和展望初步建立，以期為揭示抗性基因消減規(guī)律綜合運用，降低畜禽養(yǎng)殖廢水抗性基因傳播風險提供借鑒.

　2 畜禽養(yǎng)殖廢水中抗生素抗性基因分布

　　抗性基因根據(jù)其抗性機制不同分為3類供給，分別為降低細胞內(nèi)抗生素濃度(包括降低細胞通透性或外排)、靶向改變(包括靶向保護或靶向突變)以及抗生素失活.畜禽養(yǎng)殖業(yè)抗生素的大量使用引起養(yǎng)殖環(huán)境抗性基因豐度的提高實事求是，抗性基因與抗生素之間存在相關(guān)關(guān)系.檢測了我國3個省36份豬場環(huán)境樣品(包括糞便進行探討、堆肥、土壤)中的149種抗性基因服務水平，結(jié)果表明檢出的抗性基因?qū)目股胤謩e為大環(huán)內(nèi)脂林可霉素鏈陽殺菌素B(macrolidelincosamidestreptogramin B最新，MLSB)、β內(nèi)酰胺類處理方法、四環(huán)素類重要作用、喹諾酮氯霉素胺酰醇類、萬古霉素等關規定，按抗性機制分類抗生素失活檢出率zui高發展基礎，其后依次為外排和細胞保護機制;而抗性基因豐度與轉(zhuǎn)座酶基因豐度、銅建強保護、土霉素含量具有正相關(guān)關(guān)系.較高的抗性基因豐度可能由于在抗生素的選擇壓力下抗性基因宿主細菌的增殖同期，以及某些抗性基因通過移動基因元件( genetic elements)發(fā)生基因水平轉(zhuǎn)移(Horizontal gene transfer).

　　在畜禽養(yǎng)殖廢水方面，四環(huán)素類使命責任、磺胺類效果、大環(huán)內(nèi)脂類抗生素的抗性基因研究較多，按抗性機制分類合規意識，畜禽養(yǎng)殖廢水中抗性基因分布特征詳見表 1.)測試了豬場廢水中不同機制的四環(huán)素抗性基因密度增加，發(fā)現(xiàn)核糖體保護(靶向保護)抗性基因(tetQ、tetM現場、tetW高端化、tetO)比外排泵機制抗性基因(tetA、tetB我有所應、tetC提單產、tetL)、酶修飾(抗生素失活機制)抗性基因(tetX)豐度高至關重要，其在豬場廢水中豐度分別為9.25×10-2發展空間、5.53×10-2、1.69×10-2和1.32×10-2 copies/16S rRNA.而和)研究也表明tetQ有所應、tetM足了準備、tetW、tetO在豬場廢水中具有較高的豐度.)研究了豬糞水厭氧發(fā)酵土壤生態(tài)系統(tǒng)中3種核糖體保護機制的四環(huán)素類抗性基因豐度tetQ>tetO>tetW著力提升，其中tetQ平均豐度zui高1.84×10-1 copies/16S rRNA.)調(diào)查了上海地區(qū)豬場和牛場廢水中磺胺類和四環(huán)素類抗性基因深刻內涵，含量zui高的分別為sulA(108~1010 copies · mL-1)和tetW(106~107 copies · mL-1)，而sulIII含量與磺胺類抗生素濃度的相關(guān)性較好，這可能與磺胺類抗生素易生物降解性有關(guān);tetM含量與四環(huán)素類抗生素濃度相關(guān)性較弱.)也指出TC與tet無顯著相關(guān)性.除四環(huán)素類與磺胺類抗生素之外深入闡釋，泰樂菌素是應用zui廣泛的獸用抗生素之一相關性，可能引起大環(huán)內(nèi)脂類抗性基因以及MLSB的多重抗性基因豐度的提高.)對3家豬場大環(huán)內(nèi)脂抗性基因erm進行了定量檢測，廢水中ermB物聯與互聯、ermF含量較高(在108~1010 copies · mL-1之間)穩定，而ermX在104~106 copies · mL-1范圍.通過寡聚糖雜交探針測試方法，發(fā)現(xiàn)豬糞水和氧化塘廢水中50%的rRNA攜帶MLSB多重抗性基因.