养猪场抗生素污染浓度水平调查及生物转化研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 潘寻 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 强志民 |
| 关键词 | 抗生素 畜禽养殖业 粪污 同步检测方法 资源化处置 生物处理工 艺 去除效率 Antibiotics Stockbreeding industry Manure and wastewater Simultaneous detection methods Resourceful disposition Biological treatment processes Removal efficiency |
| 其他题名 | Investigation of Veterinary Antibiotics Pollution in Pig Farms and Their Removal in Biological Treatment Processes |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 抗生素在环境中的残留、累积会诱导耐药菌的产生甚至是超级细菌的出现，因此引起了人们对抗生素污染的广泛关注。在畜禽养殖业中，抗生素被广泛用于预防和治疗动物疾病并作为促生长剂添加到饲料中，然而，大量抗生素不能被动物吸收代谢而随着动物粪尿排出体外，使得畜禽养殖业成为环境中残留抗生素污染的重要来源。目前，我国尚缺少畜禽废水、粪便中抗生素残留浓度的区域性调查数据及畜禽粪污中抗生素去除技术的研究成果。本文以开发抗生素在畜禽废水固相、粪便及污泥中的检测方法及考察抗生素在畜禽粪污相关生物处理工艺中的去除效果为研究目标，开展了以下工作： 建立了畜禽废水固相中五种磺胺类、三种四环素类及一种大环内酯类共九种常见抗生素的同步分析方法。采用超声萃取（USE）、固相萃取（SPE）进行样品前处理，达到了样品中残留抗生素充分萃取、富集及净化的目的；通过优化LC−MS各项参数，实现了九种抗生素的同步分离及检测。通过对标准曲线、绝对回收率、日内及日间标准偏差、方法检出限等指标的分析，验证了该方法具有较好的准确度、灵敏度及稳定性。对北京及上海代表性养猪场废水固、液两相中的抗生素进行检测，结果表明，九种目标抗生素均被检出，畜禽废水固相中的抗生素含量不能被忽视。通过对固相方法进行改进，建立了畜禽粪便及生物处理反应器活性污泥中九种抗生素的同步分析方法。 对山东省7 个地市20 余家集约化养猪场废水、粪便样品中的抗生素残留进行了检测。结果表明，抗生素在国内养猪场中不合理的使用情况非常普遍，磺胺二甲嘧啶及三种四环素的检出率接近100%；抗生素在废水、粪便中最大残留浓度分别为土霉素的2020 μg/L 及金霉素的764.4 mg/kg；人工饲料是抗生素残留的主要来源；小猪粪便中抗生素残留浓度较高；抗生素残留季节变化和药效有直接关系；大多数磺胺类及大环内酯类抗生素存在于畜禽废水液相中，三种四环素在 畜禽废水固相中的分配比例在14.4−27.9%之间。 在上述研究的基础上，分别考察了抗生素在畜禽粪便资源化处置及废水多种常规处理工艺中的去除效果。结果表明，堆肥处理中，抗生素的去除主要发生在堆体高温阶段，在翻堆+机械通风的方式下堆肥一周后，目标抗生素的去除率在75%以上，在四种目标抗生素添加量均为100 mg/kg 的条件下，经过28 天高温堆肥，磺胺二甲嘧啶、土霉素、金霉素及泰妙霉素的残留浓度分别下降至0.88、7.25、5.64 及8.75 mg/kg。因此，应对粪便堆肥产品中的抗生素残留风险进一步评价。在水力停留时间及污泥停留时间分别为9 天和30 天的条件下，SBR 工艺对畜禽废水中四环素类抗生素的去除率在94.8−100%之间，磺胺二甲嘧啶的去除率范围为75.4−100%。相比之下，单级塘、多级塘、厌氧发酵处理系统对废水中残留抗生素的去除效率不稳定，磺胺类抗生素浓度甚至出现负增长的现象。采用常规处理工艺不能达到畜禽废水中残留抗生素的完全去除，应对出水进行深度处理以降低其环境风险。 本文所开发的多种畜禽介质中常用抗生素的同步分析方法有助于解析我国畜禽粪污中抗生素的残留状况、明确抗生素在生物处理工艺中的迁移、转化及归趋；有关抗生素在不同生物处理工艺中去除效率的研究为选择及优化合适的畜禽粪污处理工艺、从而大幅度减少或阻止抗生素向环境中的释放提供了技术指导。 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-08-30 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/785]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 潘寻. 养猪场抗生素污染浓度水平调查及生物转化研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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