鸡粪好氧堆肥中影响抗生素降解的理化因子和优势菌群分析

作     者：黄飞霏 刘建坤 王晓明 雷蒙龙 田晓美 崔彦如 张大雷 HUANG Fei-fei;LIU Jian-kun;WANG Xiao-ming;LEI Meng-long;TIAN Xiao-mei;CUI Yan-ru;ZHANG Da-lei

作者机构：沈阳航空航天大学能源与环境学院辽宁沈阳110136 辽宁省能源研究所有限公司辽宁营口115000 吉林省农业科学院吉林长春130000 农业农村部农村厕所与污水治理技术重点实验室吉林长春130000 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年第44卷第8期

页      面：4641-4651页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：营口市揭榜挂帅关键技术攻关项目(2021JH3/0200003) 东北农村旱厕粪污除臭及厌氧处理技术研究(KLRTSTTMARA2022-1) 吉林省科技发展重点研发计划项目(20210203122SF) 

主　　题：好氧堆肥 抗生素 生物强化 优势菌群 

摘      要：以鸡粪为原料,外源添加土霉素、泰乐菌素模拟抗生素残留来进行模拟堆肥,研究EM菌剂作用下对抗生素降解的关键优势菌群的影响,揭示好氧堆肥过程中抗生素去除的生物强化作用机制.试验设置4个处理:OCK(土霉素)、OTK(土霉素+EM菌剂)、TCK(泰乐菌素)、TTK(泰乐菌素+EM菌剂),抗生素添加量均为100mg/kg,菌剂添加量为堆体总质量的5%,结果表明:抗生素残留几乎不影响堆肥腐熟,各处理均能达到腐熟标准.其中堆肥温度在60℃持续6d以上,pH值为8.5~9.0,EC为3~3.5mS/cm.高温期是抗生素去除速率最快的阶段,高温期各处理抗生素去除率分别为OCK:71.63%,OTK:76.40%,TCK:93.86%,TTK:92.95%.EM菌剂能够加快抗生素特别是土霉素的降解,可使土霉素降解速率增加5倍,泰乐菌素降解速率增加2.24倍.好氧堆肥有效的地去除了抗生素的残留,腐熟期各处理抗生素去除率分别为OCK 89.97%,OTK 91.32%,TCK 99.99%,TTK 99.99%.pH值是影响土霉素、泰乐菌素降解的关键理化因子,与抗生素的含量呈现负相关性,适当的调节堆体的pH值有利于更快的降解抗生素.利于土霉素降解的优势菌群主要有扁丝菌(planifilum),温双岐菌(Thermobifida),芽孢杆菌(Bacillus)和类芽孢杆菌(Paenibacillus),相对丰度(RAs)分别为0.24%~8.76%,2.70%~10.91%,11.38%~26.16%,1.95%~4.56%.利于泰乐菌素降解的优势菌群主要有热芽孢杆菌(Thermobacillus),芽孢杆菌(Bacillus).RAs分别为7.19%~39.09%,41.70%~44.29%.芽孢杆菌对土霉素和泰乐菌素的降解均有促进作用.