抗生素对牛粪厌氧发酵功能微生物及抗性基因影响机理研究
发布时间：2021-03-30 18:14
随着养殖业的迅速发展,抗生素被用作兽药和饲料添加剂促进动物的生长和疾病防治,致使畜禽粪便中含有高浓度的兽用抗生素残留。厌氧发酵技术可以有效的实现畜禽粪便的资源化利用,并且实现能源转换生成沼气。然而畜禽粪便中残留的抗生素会影响发酵系统的性能从而影响沼气生成。且会诱导富集抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes,ARGs）,ARGs通过沼液沼渣施肥转移至土壤农田,具有一定的生态风险。也可通过水平基因转移使致病菌获得抗性,降低了抗生素效用,威胁到人类健康。本文以新鲜牛粪为原材料进行厌氧发酵,通过添加不同种类、浓度的抗生素,研究抗生素对牛粪厌氧发酵过程中发酵参数（产气速率,pH值,VFAs,COD）、产气途径关键酶基因、微生物群落多样性的影响和ARGs的变化,分析了ARGs、MGEs、关键酶基因和微生物群落的关系,以揭示微生物影响ARGs变化的机制,为抗生素污染畜禽粪便无害化处理和提高发酵效率提供技术支持和理论依据。得到如下主要结果:（1）泰乐菌素（TYL）（50mg/kg）、环丙沙星（CIP）（30mg/kg）和磺胺二甲嘧啶（SM2）（20...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
厌氧发酵基本原理
技术路线图
西北农林科技大学博士学位论文探讨微生物的变化对发酵系统气体产量变化的影响。本文的结果可为了解抗生素对厌氧发酵中功能菌群的影响提供理论基础，并获得有助于控制这一过程的进一步见解。2.1 材料与方法2.1.1 试验材料与处理本研究使用的牛粪取自陕西杨凌当地的农场。厌氧发酵装置如图 2-1，每个发酵罐的有效工作体积为 4L。使用蒸馏水调节牛粪的总固体含量保持在 8%，原料搅拌 15分钟，保证搅拌均匀。厌氧发酵罐用黑色塑料袋包裹，防止抗生素的光解。添加 800ml种子液，在 35℃中温发酵 45 天，根据选取抗生素种类共设置四个处理，即 CK：不添加抗生素；TYL：50mg/kg 牛粪干重；CIP： 30 mg/kg 牛粪干重；SM2： 20 mg/kg牛粪干重。每个处理重复三次。抗生素的浓度是根据粪便中平均残留水平计算的(Mellon et al, 2001)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]环丙沙星在污水处理过程中的迁移转化及对污水生物处理的影响[J]. 邹高龙,刘志文,董洁平,卜跃先,陈浩,安贞煜,凌尚,牛钱钱,王冬波. 环境科学学报. 2019(02)
[2]土壤中抗生素抗性基因的分布及迁移转化[J]. 张宁,李淼,刘翔. 中国环境科学. 2018(07)
[3]太湖流域河网4种典型抗生素的时空分布和风险评价[J]. 孙秋根,王智源,董建玮,陈诚,陈求稳,刘俊杰,师博颖. 环境科学学报. 2018(11)
[4]微生态制剂调节便秘、腹泻人群肠道菌群结构与产短链脂肪酸关键菌属的相关性[J]. 臧凯丽,江岩,孙勇,陈庆森,赵林森,赵培,崔文静,马新颖,闫亚丽. 食品科学. 2018(05)
[5]抗生素抗性基因在养殖废水中的分布与去除[J]. 庄榆佳,赵忆,苏建强,耿春女. 环境化学. 2017(11)
[6]畜禽养殖环境违法行为分析与对策研究[J]. 韩小铮,姚宝军. 黑龙江畜牧兽医. 2017(20)
[7]北京市地下水中典型抗生素分布特征与潜在风险[J]. 陈卫平,彭程伟,杨阳,吴玉梅. 环境科学. 2017(12)
[8]产氢细菌FSC-15对稻草秸秆厌氧发酵产甲烷的影响[J]. 凡慧,马诗淳,王春芳,黄艳,刘星,施国中,邓宇. 应用与环境生物学报. 2017(02)
[9]青霉素对土壤微生物群落结构的影响[J]. 刘燕,张振华,鲍王波,余冉,王长永. 生态与农村环境学报. 2016(02)
[10]采用Biolog法分析餐厨垃圾厌氧消化微生物群落多样性[J]. 梅冰,彭绪亚,谢影. 中国沼气. 2016(01)
博士论文
[1]畜禽粪污厌氧产酸特性及微生物多样性分析研究[D]. 张万钦.中国农业科学院 2018
[2]猪粪、沼液农用重金属和抗生素的生态风险及生物调控研究[D]. 史艳财.华南农业大学 2016
硕士论文
[1]沼气发酵复合菌系厌氧发酵特性及微生物群落结构分析[D]. 麻微微.哈尔滨工业大学 2015
[2]污泥混合菌种暗发酵与光发酵联合制氢[D]. 吴梦佳.天津大学 2014
[3]生猪养殖废水及地表水中兽用抗生素污染现状与处理技术研究[D]. 闾幸.上海师范大学 2013
[4]污泥碱性厌氧发酵产酸的条件优化研究[D]. 柴同志.哈尔滨工业大学 2012
[5]牛粪厌氧消化产沼气工艺研究[D]. 孔蕊.山东大学 2012
[6]不同牲畜粪便与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的研究[D]. 李文静.西北农林科技大学 2011
[7]影响有机固体废弃物厌氧成气因素的研究[D]. 兰劲涛.重庆大学 2005
本文编号：3109930
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
厌氧发酵基本原理
技术路线图
西北农林科技大学博士学位论文探讨微生物的变化对发酵系统气体产量变化的影响。本文的结果可为了解抗生素对厌氧发酵中功能菌群的影响提供理论基础，并获得有助于控制这一过程的进一步见解。2.1 材料与方法2.1.1 试验材料与处理本研究使用的牛粪取自陕西杨凌当地的农场。厌氧发酵装置如图 2-1，每个发酵罐的有效工作体积为 4L。使用蒸馏水调节牛粪的总固体含量保持在 8%，原料搅拌 15分钟，保证搅拌均匀。厌氧发酵罐用黑色塑料袋包裹，防止抗生素的光解。添加 800ml种子液，在 35℃中温发酵 45 天，根据选取抗生素种类共设置四个处理，即 CK：不添加抗生素；TYL：50mg/kg 牛粪干重；CIP： 30 mg/kg 牛粪干重；SM2： 20 mg/kg牛粪干重。每个处理重复三次。抗生素的浓度是根据粪便中平均残留水平计算的(Mellon et al, 2001)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]环丙沙星在污水处理过程中的迁移转化及对污水生物处理的影响[J]. 邹高龙,刘志文,董洁平,卜跃先,陈浩,安贞煜,凌尚,牛钱钱,王冬波. 环境科学学报. 2019(02)
[2]土壤中抗生素抗性基因的分布及迁移转化[J]. 张宁,李淼,刘翔. 中国环境科学. 2018(07)
[3]太湖流域河网4种典型抗生素的时空分布和风险评价[J]. 孙秋根,王智源,董建玮,陈诚,陈求稳,刘俊杰,师博颖. 环境科学学报. 2018(11)
[4]微生态制剂调节便秘、腹泻人群肠道菌群结构与产短链脂肪酸关键菌属的相关性[J]. 臧凯丽,江岩,孙勇,陈庆森,赵林森,赵培,崔文静,马新颖,闫亚丽. 食品科学. 2018(05)
[5]抗生素抗性基因在养殖废水中的分布与去除[J]. 庄榆佳,赵忆,苏建强,耿春女. 环境化学. 2017(11)
[6]畜禽养殖环境违法行为分析与对策研究[J]. 韩小铮,姚宝军. 黑龙江畜牧兽医. 2017(20)
[7]北京市地下水中典型抗生素分布特征与潜在风险[J]. 陈卫平,彭程伟,杨阳,吴玉梅. 环境科学. 2017(12)
[8]产氢细菌FSC-15对稻草秸秆厌氧发酵产甲烷的影响[J]. 凡慧,马诗淳,王春芳,黄艳,刘星,施国中,邓宇. 应用与环境生物学报. 2017(02)
[9]青霉素对土壤微生物群落结构的影响[J]. 刘燕,张振华,鲍王波,余冉,王长永. 生态与农村环境学报. 2016(02)
[10]采用Biolog法分析餐厨垃圾厌氧消化微生物群落多样性[J]. 梅冰,彭绪亚,谢影. 中国沼气. 2016(01)
博士论文
[1]畜禽粪污厌氧产酸特性及微生物多样性分析研究[D]. 张万钦.中国农业科学院 2018
[2]猪粪、沼液农用重金属和抗生素的生态风险及生物调控研究[D]. 史艳财.华南农业大学 2016
硕士论文
[1]沼气发酵复合菌系厌氧发酵特性及微生物群落结构分析[D]. 麻微微.哈尔滨工业大学 2015
[2]污泥混合菌种暗发酵与光发酵联合制氢[D]. 吴梦佳.天津大学 2014
[3]生猪养殖废水及地表水中兽用抗生素污染现状与处理技术研究[D]. 闾幸.上海师范大学 2013
[4]污泥碱性厌氧发酵产酸的条件优化研究[D]. 柴同志.哈尔滨工业大学 2012
[5]牛粪厌氧消化产沼气工艺研究[D]. 孔蕊.山东大学 2012
[6]不同牲畜粪便与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的研究[D]. 李文静.西北农林科技大学 2011
[7]影响有机固体废弃物厌氧成气因素的研究[D]. 兰劲涛.重庆大学 2005
本文编号：3109930
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