畜禽环境中抗生素的去除及其风险评估

抗生素作为饲料添加剂广泛应用于畜禽养殖业,造成养殖环境抗生素大量蓄积,尤其是在畜禽粪便中,长期的积累不仅污染养殖场内土壤环境,残留的抗生素还会随畜禽粪便进入周边水体及农田环境,威胁农作物及人体健康。目前,国内相关研究主要集中在抗生素的降解工艺及降解规律方面,而对其去除效率的影响因素及风险评价研究相对较少。笔者综述了国内外抗生素的降解转化及去除方式等的研究进展,并概述了抗生素在畜禽环境中的生态风险评估的研究现状,为抗生素的高效去除、风险预估及畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。     

含盐农村生活污水灌溉对土壤微生物的影响

为探究农村生活污水中盐分对土壤养分及细菌、真菌的影响,以《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2021)中含盐浓度标准限值1 g/L为中位数,设置ZCK (0 g/L)、ZRW(raw water) (0.2 g/L)、ZW1 (0.5 g/L)、ZW2 (0.8 g/L)、ZW3 (1.2 g/L)、ZW4 (1.6 g/L)、ZW5 (2.0 g/L)共7个不同盐分梯度处理试验,并采用高通量测序技术分析土壤细菌及真菌群落微生物组成等. 结果表明:①土壤全盐量与土壤总氮、总磷、有机质含量均呈极显著负相关. ②灌溉盐度在0~2 g/L内,其中Na+含量与细菌Chao1指数、Shannon-Wiener指数均呈极显著负相关(P<0.01),全盐量、Ca2+含量均与真菌Shannon-Wiener指数、Chao1指数、ACE指数呈显著正相关(P<0.05). ③整体来看,土壤细菌以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)为优势菌门,以Arthrobacter、RB41、Gaiella、Rubrobacter、Sphingomonas为优势属. 土壤真菌以子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、担子菌门(Basidiomycota)为优势菌门,以Mortierella、Neocosmospora、Metarhizium、Chaetomium为优势属. ④ Mg2+、Cl?为影响土壤40 cm深度处细菌优势菌门的主要盐基离子,其贡献率表现为Mg2+>Cl?,真菌优势菌门无显著影响因子. 研究显示:高含盐(>1 g/L)会显著降低土壤细菌的Shannon-Wiener指数,显著增加土壤真菌的Shannon-Wiener指数与Chao1指数,并且显著影响土壤细菌群落的相对丰度;含盐生活污水灌溉下土壤细菌功能预测代谢通路多为膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢;真菌功能预测多以腐生营养型与病例营养型为主.      

好氧-厌氧两相堆肥过程中抗生素耐药基因的变化特征及影响因素研究

针对堆肥处理过程中抗生素耐药基因（antibiotic resistance genes,ARGs）去除效率不高、诱导潜在致病菌传播扩散等环境安全问题,采用好氧-厌氧两相堆肥处理猪粪、秸秆,探讨ARGs丰度及微生物群落的变化特征,并明确影响ARGs相对丰度变化的关键因子.结果表明:与单一好氧相比,好氧-厌氧两相堆肥能更有效地降低部分ARGs及潜在致病菌的相对丰度,其中ermB、tetK的相对丰度分别降低了39.68%、72.19%,假单胞菌属（Pseudomonas）、梭菌属（Clostridium_sensu_stricto_1）的相对丰度分别降低了96.09%、90.07%.主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）及冗余分析（Redundancy analysis,RDA）得出,微生物群落和环境因子均显著影响ARGs相对丰度的变化（P < 0.05）,贡献率分别为82.0%、71.2%.其中,梭菌属（Clostridium_sense_stricto_1）、黄杆菌属（Flavobacterium）、尿素芽孢杆菌属（Ureibacillus）和海洋杆菌属（Oceanobacillus）是影响ARGs相对丰度变化的主要微生物菌属;温度、电导率、含水率和pH是影响ARGs相对丰度变化的关键环境因子,贡献率分别为22.0%、16.7%、16.2%和15.0%.研究显示:与好氧堆肥相比,好氧-厌氧两相堆肥能更有效地去除ARGs,并抑制潜在致病菌的繁殖扩散,从而减少环境风险;然而部分ARGs和潜在致病菌仍存在增殖现象,因此亟需进一步优化好氧-厌氧两相堆肥工艺.      

天津市城郊不同土地利用类型土壤中抗生素分布特征及影响因素分析

选取了天津市城郊8个不同土地利用类型土壤（包括旱地、公园、林地、滩涂、水浇地、绿化带、居民区、荒地）,共48个样本点,对天津不同土地利用类型土壤中抗生素含量、组成、分布特征及其影响因素进行研究。采用超高效液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS/MS）检测了5类12种抗生素的残留水平,同时结合其土壤理化性质及微生物群落结构解析影响抗生素污染特征的关键因素。结果表明:抗生素总体检出浓度在（4.35~1.35）×103 μg/kg,总体浓度顺序四环素类（TCs）>磺胺类（SAs）>喹诺酮类（QNs）>大环内酯类（MLs）>β-内酰胺类（β-lactams）,其中旱地土壤中抗生素含量显著高于其他土地利用类型土壤抗生素,主要与有机肥施用有关。不同土壤抗生素主成分分析（PCA）发现,旱地和公园土壤中抗生素的组成与其他土壤类型存在较为明显的差异,这与畜禽粪便施肥以及外源生活中抗生素的排放有关;环境因子与抗生素的冗余分析（RDA）结果显示:土壤环境因子[总氮（TN）、总磷（TP）、铜（Cu）、锌（Zn）、pH]对抗生素的组成有较强影响（P<0.05）;微生物与抗生素的斯皮尔曼（Spearman）相关分析发现,浮霉菌属（Planctomyces）、酸性细菌_细菌_WX27（Acidobacteria_bacterium_WX27）、鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）、芽孢杆菌属（Gemmatimona）、嗜热光合细菌（Roseiflexus）、类固醇杆菌（Steroidobacter）、溶杆菌属（Lysobacter）、硫化细菌（Thiobacillus）与抗生素相关性达到显著水平（P<0.05）,其中微生物与四环素和喹诺酮类抗生素相关性较强。研究结果可为后续土壤抗生素的污染防治工作提供参考。     

新冠肺炎疫情对农村人居环境整治的影响

新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情的发生,影响了我国经济水平较低、环境管控力度较薄弱的农村地区的发展.通过对新冠肺炎防疫过程与农村人居环境整治工作间的相互关系进行剖析,探究新冠肺炎疫情防控对农村人居环境整治的主要影响.结果表明,农村垃圾堆积、污水处理不当、厕所粪污无害化处理不达标以及基础设施建设不完善等农村人居环境薄弱环节,存在形成病毒传播扩散途径的风险.而交通运输限制虽然有效抑制了新冠肺炎疫情扩散,但也致使农村人居整治工作延滞.同时,新冠肺炎疫情的传播扩散在短期内限制了农民行为活动,降低了群众对农村人居环境整治工作的热情.据此,建议应健全农村人居环境整治制度,完善整治工程技术,从而在有效管控新冠肺炎疫情传播的同时,更好地推进农村人居环境整治,提高农民生活质量,为疫情过后恢复农民生活、农业生产以及农村发展打下坚实的基础.