畜禽糞便及有機肥中的重金屬、抗生素和抗性基因及其在堆肥過程中的變化.pdf

1、由于集約化養(yǎng)殖可以提高養(yǎng)殖效率、降低養(yǎng)殖成本，因此近年來在中國得到了良好發(fā)展，但在集約化養(yǎng)殖過程中，Cu、Zn等重金屬以及四環(huán)素、喹諾酮等抗生素常以飼料添加、注射等方式施用于動物以預(yù)防、治療疾病或促進動物生長。動物不能完全吸收重金屬和抗生素，因而畜禽糞便中常含有重金屬、抗生素和抗生素抗性基因。這些污染物在堆肥過程中不能完全消減，因而隨有機肥的施用轉(zhuǎn)移到農(nóng)田土壤中，產(chǎn)生不利影響，如破壞農(nóng)田土壤微生態(tài)平衡、影響植物生長、在作物可食用部位積累

2、進入食物鏈或使致病微生物獲得抗生素抗性，進而危及人類健康。實驗針對畜禽糞便及有機肥中的重金屬、抗生素和抗生素抗性基因進行了調(diào)查研究:
　　1)在全國范圍內(nèi)，采集了212個商品有機肥樣品，對有機肥中9種重（類）金屬（以下簡稱重金屬）Zn、Cu、As、Cr、Cd、Ni、Pb、Hg、 Co以及5種不同形態(tài)的砷（AsⅢ、AsⅤ、DMA、MMA、洛克沙胂）的含量進行了分析。結(jié)果表明有機肥中各重金屬的含量差異極大，Zn、Cu、Cr、Ni、Pb

3、、As、Co、Cd、Hg的含量分別是11.8-3692、3.55-916、0.69-6603、0.68-72.7、0.05-188.5、0.37-71.7、0.11-93.9、0.012-8.72和0.014-1.93 mg kg-1。13.7％的有機肥樣品As含量超出了國家精制有機肥標(biāo)準(zhǔn)(NY525)，機肥中的As主要為AsⅤ（占總As的36-100％），畜禽糞便中的As主要為DMA（占總As的47-62％）和AsⅢ（占總As的24-

4、33％）。有機肥中的Zn、Cu、As高度相關(guān)，表明它們有著相同的來源（如飼料添加）。Monte Carlo模擬表明有機肥中重金屬的含量符合對數(shù)正態(tài)分布，通過有機肥的連續(xù)施用，土壤中Zn、Cu、Cd、Hg的含量可在200-300年時間內(nèi)增加1倍。
　　2)使用固相萃取、HPLC-MS/MS檢測畜禽糞便及有機肥中四環(huán)素類、喹諾酮類、磺胺類3大類共15種抗生素的方法，該方法穩(wěn)定性好，各目標(biāo)物質(zhì)回收率接近100％，可以滿足分析測試要求。豬

5、糞、雞糞和牛糞樣品中，檢出的抗生素主要是四環(huán)素類抗生素和喹諾酮類抗生素，檢出的抗生素含量多為μg kg-1級，但雞糞樣品中可檢出mgkg-1級的喹諾酮類抗生素（5550μg kg-1的諾氟沙星、1235μg kg-1的氧氟沙星），某份牛糞樣品中檢出了2817μg kg-1的土霉素。以豬糞、雞糞、牛糞為原料堆制、處于堆肥不同階段的有機肥樣品中也檢出了多種抗生素（如最高99.5μg kg-1的土霉素、3633μg kg-1的諾氟沙星、376

6、μg kg-1的磺胺氯吡嗪）。成品有機肥中存在抗生素殘留，如以雞糞為原料的有機肥中喹諾酮類抗生素的含量較高，最多可檢出3633μg kg-1的恩諾沙星。
　　3)采用高通量定量PCR檢測了畜禽糞便和有機肥中10大類（萬古霉素類抗性基因、氨基糖苷類抗性基因、β-內(nèi)酰胺類抗性基因、磺胺類抗性基因、四環(huán)素類抗性基因、喹諾酮類氯霉素類抗性基因、大環(huán)內(nèi)酯類林肯酰胺類鏈陽性菌素B抗性基因、多重抗藥基因、可移動元件）共295個抗生素抗性基因。結(jié)

7、果表明畜禽糞便中可檢出115-146種抗生素抗性基因，高溫階段有機肥和有機肥成品中檢出的抗生素抗性基因種類為77-114種和69-103種。在畜禽糞便和有機肥樣品中，抗生素抗性基因的總量為1.2×109-9.8×1010 copies g-1，氨基糖苷類抗性基因（7.6×108-3.5×1010 copies g-1）、可移動元件(3.8×108-3.0×1010 copies g-1)、四環(huán)素類抗性基因(2.4×108-2.1×101