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禽畜粪便中的抗生素现状 禽畜粪便是很好的有机质来源，以鸡粪为例，鸡粪的养分含量很丰富，既有大量的有机质，又有含量较高的三要素养分，有机质含量为25.5%，氮素为1.63%，磷素1.54%，钾素为0.85%。 禽畜粪便的利用还有巨大空间。但是，中国农业大学资源与环境学院教授李季认为，禽畜粪便有机肥的安全性一般受这么几方面影响：第一是病原菌，因为原材料如生粪里面还是有不少病原菌的，如果处理不好，病原菌带入土壤会导致土壤产生病害；第二是腐熟度，没有腐熟的肥料会烧苗，腐熟度很重要；第三是杂草，粪便中会有杂草的种子，如果不处理掉，进入土壤就会出现很多杂草，会很麻烦；第四是重金属，原料中的重金属，通过堆肥工艺，我们也没有办法减量，只能做到钝化，就是降低重金属的活性。重金属的问题还要从源头上来解决；第五是抗生素，如果没有经过处理或处理不当，这些抗生素就跟着进入土壤。抗生素的问题与重金属一样，同样需要从源头上来解决。第六是pH值，生粪的pH值一般比较低，个别也有高的，进入土壤会导致土壤酸化或碱化。第七是盐分，盐分会导致土壤的盐渍化，如果不处理，盐分会进入土壤带来负面影响。 本文重点阐述抗生素的处理。 <2013年抗生素使用图> 抗生素主要包括β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、链霉素和氯霉素五大类，能在不同程度上起到抑菌、抗菌和杀菌作用。以用途来分，还可分为人用和兽用两种。 为了治疗动物疾病和加速动物生长，抗生素被广泛用于畜禽养殖业，只有少量抗生素参与动物的新陈代谢而被有效利用，大部分抗生素及抗性基因随动物尿液和粪便排出体外，而畜禽粪便作为有机肥用于农业生产，可能造成土壤抗生素污染，危及农产品安全。 抗生素结构复杂、生物降解困难且水溶性较好，很容易在环境中存储和积累，均存在残留和环境污染问题。这些抗生素进入环境中会对微生物及植物种群产生严重影响。 中国科学院污染地图首次详细披露了各地抗生素使用和排放量： 此次研究选取36种最常被检出的抗生素作为研究对象，总量达9万多吨，其中畜用抗生素占84%；大部分抗生素通过人畜排泄至体外，一年有超过5万吨抗生素排放进入水土环境中。 中科院团队在广东、广西、湖南的猪场、鸡场、鸭场检测显示，养殖业使用了不同的抗生素： 猪粪检出的抗生素中浓度最高为四环素5.6毫克/千克。 “这些兽药经常打得多到我们自己都怕!” 广东省肇庆市莲花镇大步村生猪养殖户老廖说。 老廖的猪场有2000多头猪，养了几十年猪，“打药”对老廖来说稀松平常。猪现在主要的病有几十种，打针、灌药效果越来越差，用药越来越猛。一旦猪出现咳嗽、瘦弱，就必须不断打药，一直打到让猪吃食。“光是用药，养猪都养不起了，猪药太贵了。一头猪从小养到240斤的7个月里，养殖成本中，饲料费用1300元，药费就要300多元。千把头猪的规模养殖，一年用抗生素等各种兽药花费就达50万元。 在鸡鸭粪中检出的多种抗生素中浓度最高为6.11毫克/千克。 奶牛场也在使用抗生素。“我们去了广西的、广东大型养牛厂，奶牛也在用抗生素，因为挤奶时间长会发炎。” 走地鸡同样不安全。“我开始以为走地鸡不用药，最后发现也用。”应光国看到云浮、清远、江门等地养殖户为了让鸡长得快、防鸡瘟，大量使用抗生素。 <抗生素排放密度> 禽畜粪便无害化利用 抗生素是一道难过的槛 今年3 月 份，由国家质量监督检验检疫总局、 国家标准化管理委员会批准发布的 《有机肥料中土霉素、 四环素、 金霉素与强力霉素的含量测定 高效液相色谱法》简称《高效液相色谱法》已开始实施。 《高效液相色谱法》中涉及的土霉素、四环素、金霉素与强力霉素属于四环素类抗生素。由于价格低廉、药效好，这类抗生素受到一些养殖场的欢迎。 这说明，随着有机肥使用量的不断增加，畜禽粪便未经处理或处理不善即作为有机肥使用，从而造成的抗生素污染，受到政府和专家关注。 中国农业生产资料流通协会有机肥分会副秘书长黄晓华表示：“抗生素进入土壤会杀死土壤中的微生物，破坏土壤微生物体系，降低土壤活性。”黄晓华还担心：“土壤残留抗生素如果通过食物进入人体，也会影响人体健康。” 全国肥料和土壤调理剂标准化委员会副主任商照聪博士认为：“抗生素一开始会对土壤中的微生物产生毒杀作用，后来微生物会产生抗药性，容易滋生超级细菌，破坏土壤环境。”“当然，并不能简单地认为鸡粪中抗生素含量就一定高。”多位专家表达了同样的观点，“问题在于饲料是否添加了抗生素，添加量多少，添加量大就含量高，添加量小就含量低。” 我们如何判断所使用的有机肥，是否使用了含抗生素的禽畜粪便，其抗生素含量到底有多高？ 禽畜粪便发酵过程 能不能降解抗生素 据统计，目前，传统堆沤畜禽粪便处理方式占比最大，为41.7%；工厂化堆肥和生产沼气分别占比16.5%和13.6%（高效处理率仅30.1%）；剩余28.2%处理与否、如何处理未知。 <堆肥能降解多少抗生素？> 中国农业大学资源与环境学院教授李季介绍，工业化生产的商品有机肥利用堆肥化处理工艺（有四大核心技术：原料配比、过程控制、发酵接种、臭气控制），经过高温、发酵，基本上可以降解鸡粪中60%~70%的抗生素，达到无害化处理的要求。“关键还是加大源头治理，加强对抗生素作为畜禽养殖饲料添加剂的监管力度，从源头上解决这一问题。”
全国肥料和土壤调理剂标准化委员会副主任商照聪博士表示，如果使用的只是家里散养畜禽的少量粪便，则无需担心这一问题，通过堆沤等手段将粪便制成农家肥即可，因为散养畜禽极少使用抗生素饲料添加剂。“但是，农民普通的堆沤方法很难实现抗生素的有效降解，即使降解了一部分，粪便还有无法降解的重金属和盐分。所以提醒大家，最好不要直接购买规模养殖场没有加工处理的粪污，而应从市场上购买合格的商品有机肥使用。 疑问二 李季教授研究的堆肥工艺能处理掉禽畜粪便60-70%抗生素，未处理掉的抗生素累计下来是否一样不安全？一般有机肥厂家堆肥工艺能处理多少禽畜粪便中的抗生素？ 抗生素降解相关研究进展 目前，对抗生素污染的处理，抗生素原药及制剂生产企业处于最前沿，方法分为非生物降解和生物降解。 <抗生素原料药企业无锡制药厂污水处理系统一角> 一、生物降解的主要方式为微生物降解、植物降解以及植物—微生物复合降解。 生物降解，首先是急需筛选更多的高效降解抗生素的微生物菌株。以四环素类抗生素为例，作为抗生素污染的主要来源之一，已报道的能够对其降解的微生物菌株十分少见，为此，目前急需筛选更多的高效降解菌株。 要加强研究抗生素降解产物及环境效应。由于一些抗生素进入环境后的降解中间产物毒性往往远大于抗生素本身，抗生素作为难生物降解物质，一些条件下只依靠微生物很难将其完全矿化，有可能只是发生部分降解。 目前的研究往往只把目光集中在抗生素降解率上，而对于抗生素经相关微生物降解后的产物是什么、毒性如何尚缺少相关研究。 现有抗生素残留去除方法存在成本高、周期长、二次污染等缺陷，成为制约抗生素污染治理的关键技术瓶颈。 二、非生物降解方法多为物理或化学手段，包括光解、水解和氧化降解等，其优点是反应迅速、去除率高。 2013年第6期《中国抗生素杂志》刊登的一篇文章，《废水中抗生素降解和去除方法的研究进展》，新的技术将替代传统的生物处理技术。 (1) 臭氧法 臭氧是一个强氧化剂(E 0 =2.07V)，它能够与有机物发生直接或者间接地氧化反应。 (2) Fenton法和photo-Fenton法 在19世纪90年代，Henry Horstman Fenton 研究出了Fenton试剂，由过氧化氢和亚铁离子溶液组成，具有很强的氧化性。 (3) 光解法 光解法就是利用自然或者人工光照对一些化合物进行分解或者电解。 (4) 半导体光催化法 半导体光催化法是在发现水在TiO 2 电极上发生裂解反应之后开始研究应用的，随后研究者发现被光照后的半导体能够催化很多有机物或者无机物之间的氧化还原反应。 其中最常用到的方法是臭氧法和Fenton法。 同时，自然杂志集团旗下的子刊 《科学报告》2016年第6期，发表了中国科学院合肥物质科学研究院、离子束生物工程学重点实验室吴正岩研究员课题组的最新研究成果。 吴正岩研究员课题组研究发现，高能电子束辐照可以在水体中产生活性自由基，利用其氧化还原作用，直接将医疗废弃物中抗生素残留降解为无害的无机或有机小分子。使用该方法每小时可处理1万个输液废弃瓶，成本约为0.3元/瓶，具有较大的应用前景。 疑问三 上述制药厂采用的抗生素降解方法，有机肥生产中是否有应用、应用程度如何？ |
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