好氧堆肥法无害化处理林可霉素菌渣研究
发布时间：2021-04-29 13:46
抗生素菌渣是抗生素生产过程中产生的固体废弃物,由于其高含量的抗生素残留而被列为危险固体废弃物。好氧堆肥法是处理抗生素菌渣实现无害化较为经济可行的方法之一。本文以林可霉素菌渣为研究对象,研究了堆肥过程中理化参数、微生物数量、微生物群落、抗性基因等变化,深入分析了堆肥过程中林可霉素降解产物以及降解机制,最后对堆肥腐熟后的林可霉素菌渣堆肥进行大田试验,考察了林可霉素菌渣堆肥对大田作物品质、土壤酶活、土壤微生物和土壤中抗性基因的影响,以对堆肥法处理林可霉素菌渣的环境生态风险作了全面评价。主要内容如下:（1）通过林可霉素菌渣与猪粪混合堆肥,探讨了堆肥法无害化处理林可霉素菌渣的可行性。研究结果表明,林可霉素菌渣堆肥可以与污泥堆肥一样正常升温,并且堆肥处理后林可霉素残留大幅降解,降解率高达70%。微生物分析表明堆肥初期由于林可霉素残留的抑制作用,林可霉素菌渣堆肥与正常污泥堆肥微生物群落间差异较大,但随着堆肥过程进入腐熟期,林可霉素大幅降解,两种堆肥中微生物群落逐渐趋同。（2）为了提高残留林可霉素的降解率,将堆肥辅料更换为糠醛渣并保持堆肥过程中水分始终为55%～60%。研究结果表明,林可霉素菌渣+糠醛...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专业名词及符号说明
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 抗生素菌渣来源及特点
1.3 抗生素菌渣处理现状
1.3.1 饲料化
1.3.2 焚烧技术
1.3.3 填埋技术
1.3.4 能源化技术
1.3.5 制备活性炭吸附剂
1.3.6 好氧堆肥技术
1.3.7 其他技术
1.4 好氧堆肥法处理抗生素菌渣存在的问题
1.4.1 抗生素残留的检测方法
1.4.2 抗生素降解产物及其降解机制研究
1.4.3 微生物研究方法
1.4.4 微生物抗性的研究方法
1.5 抗生素菌渣肥对土壤及其作物的影响
1.5.1 抗生素菌渣肥对土壤酶活的影响
1.5.2 抗生素菌渣肥对土壤微生物的影响
1.5.3 抗生素菌渣肥对土壤抗性基因的影响
1.5.4 抗生素菌渣堆肥对土壤作物的影响
1.6 研究内容和创新点
1.6.1 研究内容
1.6.2 创新点
2 试验器材和方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验器材
2.1.2 试验药品
2.2 试验方法
2.2.1 堆肥理化参数的测定
2.2.2 堆肥生物学参数测定
2.2.3 土壤理化指标测定
2.2.4 土壤生物学和酶指标测定
3 林可霉素菌渣堆肥处理效果的研究
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 试验处理
3.1.3 试验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 堆肥过程中温度的变化和抗生素残留量的变化
3.2.2 堆肥过程中堆肥参数变化
3.2.3 堆肥过程中细菌和真菌丰度及多样性的变化
3.2.4 堆肥过程中细菌群落结构的变化
3.2.5 堆肥过程中真菌的群落结构变化
3.3 结论
4 林可霉素菌渣混合糠醛渣堆肥效果研究
4.1 材料与方法
4.1.1 堆肥材料
4.1.2 试验设计
4.1.3 试验方法
4.2 结果分析
4.2.1 堆肥过程中林可霉素残留的降解
4.2.2 堆肥过程中理化参数的变化
4.3 结论
5 林可霉素菌渣堆肥微生物群落变化分析
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.2 试验设计
5.1.3 统计分析
5.2 结果与分析
5.2.1 林可霉素菌渣-糠醛渣堆肥中林可霉素的降解
5.2.2 林可霉素堆肥过程中微生物数量变化
5.2.3 堆肥过程中微生物多样性分析
5.2.4 堆肥过程中的微生物组成分析
5.2.5 堆肥过程中环境因子与微生物群落关系分析
5.3 结论
6 林可霉素菌渣堆肥过程中抗性基因的变化
6.1 材料与方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.1.3 数据分析
6.2 结果分析
6.2.1 林可霉素降解产物分析
6.2.2 堆肥过程中抗性基因分析
6.2.3 ARGs绝对和相对总量变化趋势
6.2.4 微生物群落分析
6.2.5 主要细菌属、ARGs、int I1 和抗生素残留皮尔逊热谱图分析
6.2.6 环境因子、抗性基因和微生物群落关系分析
6.3 结论
7 林可霉素菌渣堆肥的大田应用试验
7.1 材料与方法
7.1.1 试验地区概况及肥力理化性质
7.1.2 试验设计及样品采集
7.1.3 数据处理
7.2 结果与分析
7.2.1 白菜鲜重及其品质的影响
7.2.2 林可霉素菌渣堆肥对土壤养分及盐度的影响
7.2.3 土壤酶的变化
7.2.4 土壤和作物(小白菜)中林可霉素残留变化情况
7.2.5 土壤微生物数量的变化
7.2.6 土壤微生物群落变化
7.2.7 土壤中抗性基因变化
7.3 结论
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
个人简历
在学期间发表的学术论文
在学期间发明专利
在学期间获得奖励
在学期间主持或参与课题
在学期间参加会议
附录A:林可霉素菌渣理化性质表
附录B:培养基配方(g/L)
细菌培养基
放线菌培养基
真菌培养基
附录C:目的基因引物序列,PCR退火温度及序列长度
附录D:堆肥中16S rRNA基因及抗生素耐药基因的qPCR标准曲线
附录E:PCR引物
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤生态系统中抗生素抗性基因与星球健康:进展与展望[J]. 朱冬,陈青林,丁晶,王一飞,崔慧灵,朱永官. 中国科学:生命科学. 2019(12)
[2]头孢菌素C菌渣厌氧发酵沼液对玉米、小麦种子萌发的影响[J]. 刘华娇,习彦花,饶硕,崔冠慧,张丽萍,程辉彩. 江苏农业科学. 2019(22)
[3]不同耕作处理对土壤微生物、酶活性及养分的影响[J]. 黄炳林,王孟雪,金喜军,胡国华,张玉先. 作物杂志. 2019(06)
[4]施用生物有机肥对枸杞产量、品质及土壤肥力的影响[J]. 闫鹏科,常少刚,孙权,王锐. 中国土壤与肥料. 2019(05)
[5]北京蔬菜地土壤中抗生素抗性基因与可移动元件的分布特征[J]. 张汝凤,宋渊,高浩泽,程首涛,孙艳梅,王旭明. 环境科学. 2020(01)
[6]辐照降解技术在抗生素菌渣无害化处理中的应用[J]. 郭东权,朱军,李召朋,全彦君,李春松. 同位素. 2019(04)
[7]浅析抗生素的发展历程及作用机制[J]. 许一欣. 河北农机. 2019(08)
[8]抗生素类药物的研究现状和进展[J]. 汤雨晴,叶倩,郑维义. 国外医药(抗生素分册). 2019(04)
[9]菌种与培养基在抗生素微生物检定法中的应用分析[J]. 姚永青,郜继东,刘英. 国外医药(抗生素分册). 2019(04)
[10]两种抗生素菌渣经SEA-CBS技术处理后的肥料特性[J]. 平然,任爱玲,田书磊,马双,刘宏博,孙艳梅,王彬彬. 环境科学研究. 2019(11)
博士论文
[1]长江口滨岸水环境中抗生素抗性基因的赋存特征[D]. 郭行磐.华东师范大学 2019
[2]重金属铜和锌对厌氧发酵过程中抗生素抗性基因影响机制研究[D]. 张然然.西北农林科技大学 2019
[3]东北黑土区不同地域土壤微生物对长期施肥管理的响应研究[D]. 胡晓婧.中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) 2018
[4]城市固体废弃物卫生填埋处理体系中抗生素抗性基因传播机理与控制研究[D]. 武冬.华东师范大学 2018
[5]规模化猪场粪污中典型抗生素归趋行为及抗性基因扩散特征研究[D]. 李晓华.中国农业科学院 2018
[6]抗生素及其耐药性在畜禽粪便-土壤-蔬菜中的传播和转移[D]. 张昊.河南师范大学 2018
[7]生物炭对土壤中抗生素及其抗性基因变化的影响研究[D]. 段曼莉.西北农林科技大学 2017
[8]长期施用堆肥对曲周农田土壤健康影响[D]. 李丽君.中国农业大学 2017
[9]畜禽粪便厌氧发酵过程中抗生素抗性基因变化机理研究[D]. 孙薇.西北农林科技大学 2017
[10]好氧堆肥对畜禽粪便中抗生素抗性基因的削减条件探索及影响机理研究[D]. 钱勋.西北农林科技大学 2016
硕士论文
[1]危险废物焚烧工艺选择与废气处理设施工艺设计[D]. 陈旭.吉林大学 2019
[2]水中抗生素高通量免疫检测技术研究及应用[D]. 马建国.山东大学 2019
[3]抗生素菌渣的堆肥处理研究[D]. 张倩倩.郑州大学 2019
[4]烟田土壤微生物特征及与青枯病发生关系研究[D]. 林书震.郑州大学 2019
[5]我国危险废弃物法律问题研究[D]. 胡新悦.河北大学 2018
[6]抗生素菌渣等温热解特性与气化过程数值模拟[D]. 王斌.山东大学 2017
[7]典型药渣及衍生炭对水中Cr（Ⅵ）去除研究[D]. 陈淑君.齐鲁工业大学 2017
[8]头孢氨苄单克隆抗体的研制及免疫学检测方法的初步建立[D]. 张伟.扬州大学 2017
[9]鸡粪堆肥过程中诺氟沙星削减规律及微生物分子生态学机制[D]. 冯瑶.中国农业科学院 2016
[10]青霉素菌渣肥对土壤环境和西红柿生长的影响研究[D]. 段子恒.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3167640
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专业名词及符号说明
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 抗生素菌渣来源及特点
1.3 抗生素菌渣处理现状
1.3.1 饲料化
1.3.2 焚烧技术
1.3.3 填埋技术
1.3.4 能源化技术
1.3.5 制备活性炭吸附剂
1.3.6 好氧堆肥技术
1.3.7 其他技术
1.4 好氧堆肥法处理抗生素菌渣存在的问题
1.4.1 抗生素残留的检测方法
1.4.2 抗生素降解产物及其降解机制研究
1.4.3 微生物研究方法
1.4.4 微生物抗性的研究方法
1.5 抗生素菌渣肥对土壤及其作物的影响
1.5.1 抗生素菌渣肥对土壤酶活的影响
1.5.2 抗生素菌渣肥对土壤微生物的影响
1.5.3 抗生素菌渣肥对土壤抗性基因的影响
1.5.4 抗生素菌渣堆肥对土壤作物的影响
1.6 研究内容和创新点
1.6.1 研究内容
1.6.2 创新点
2 试验器材和方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验器材
2.1.2 试验药品
2.2 试验方法
2.2.1 堆肥理化参数的测定
2.2.2 堆肥生物学参数测定
2.2.3 土壤理化指标测定
2.2.4 土壤生物学和酶指标测定
3 林可霉素菌渣堆肥处理效果的研究
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 试验处理
3.1.3 试验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 堆肥过程中温度的变化和抗生素残留量的变化
3.2.2 堆肥过程中堆肥参数变化
3.2.3 堆肥过程中细菌和真菌丰度及多样性的变化
3.2.4 堆肥过程中细菌群落结构的变化
3.2.5 堆肥过程中真菌的群落结构变化
3.3 结论
4 林可霉素菌渣混合糠醛渣堆肥效果研究
4.1 材料与方法
4.1.1 堆肥材料
4.1.2 试验设计
4.1.3 试验方法
4.2 结果分析
4.2.1 堆肥过程中林可霉素残留的降解
4.2.2 堆肥过程中理化参数的变化
4.3 结论
5 林可霉素菌渣堆肥微生物群落变化分析
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.2 试验设计
5.1.3 统计分析
5.2 结果与分析
5.2.1 林可霉素菌渣-糠醛渣堆肥中林可霉素的降解
5.2.2 林可霉素堆肥过程中微生物数量变化
5.2.3 堆肥过程中微生物多样性分析
5.2.4 堆肥过程中的微生物组成分析
5.2.5 堆肥过程中环境因子与微生物群落关系分析
5.3 结论
6 林可霉素菌渣堆肥过程中抗性基因的变化
6.1 材料与方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.1.3 数据分析
6.2 结果分析
6.2.1 林可霉素降解产物分析
6.2.2 堆肥过程中抗性基因分析
6.2.3 ARGs绝对和相对总量变化趋势
6.2.4 微生物群落分析
6.2.5 主要细菌属、ARGs、int I1 和抗生素残留皮尔逊热谱图分析
6.2.6 环境因子、抗性基因和微生物群落关系分析
6.3 结论
7 林可霉素菌渣堆肥的大田应用试验
7.1 材料与方法
7.1.1 试验地区概况及肥力理化性质
7.1.2 试验设计及样品采集
7.1.3 数据处理
7.2 结果与分析
7.2.1 白菜鲜重及其品质的影响
7.2.2 林可霉素菌渣堆肥对土壤养分及盐度的影响
7.2.3 土壤酶的变化
7.2.4 土壤和作物(小白菜)中林可霉素残留变化情况
7.2.5 土壤微生物数量的变化
7.2.6 土壤微生物群落变化
7.2.7 土壤中抗性基因变化
7.3 结论
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
个人简历
在学期间发表的学术论文
在学期间发明专利
在学期间获得奖励
在学期间主持或参与课题
在学期间参加会议
附录A:林可霉素菌渣理化性质表
附录B:培养基配方(g/L)
细菌培养基
放线菌培养基
真菌培养基
附录C:目的基因引物序列,PCR退火温度及序列长度
附录D:堆肥中16S rRNA基因及抗生素耐药基因的qPCR标准曲线
附录E:PCR引物
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤生态系统中抗生素抗性基因与星球健康:进展与展望[J]. 朱冬,陈青林,丁晶,王一飞,崔慧灵,朱永官. 中国科学:生命科学. 2019(12)
[2]头孢菌素C菌渣厌氧发酵沼液对玉米、小麦种子萌发的影响[J]. 刘华娇,习彦花,饶硕,崔冠慧,张丽萍,程辉彩. 江苏农业科学. 2019(22)
[3]不同耕作处理对土壤微生物、酶活性及养分的影响[J]. 黄炳林,王孟雪,金喜军,胡国华,张玉先. 作物杂志. 2019(06)
[4]施用生物有机肥对枸杞产量、品质及土壤肥力的影响[J]. 闫鹏科,常少刚,孙权,王锐. 中国土壤与肥料. 2019(05)
[5]北京蔬菜地土壤中抗生素抗性基因与可移动元件的分布特征[J]. 张汝凤,宋渊,高浩泽,程首涛,孙艳梅,王旭明. 环境科学. 2020(01)
[6]辐照降解技术在抗生素菌渣无害化处理中的应用[J]. 郭东权,朱军,李召朋,全彦君,李春松. 同位素. 2019(04)
[7]浅析抗生素的发展历程及作用机制[J]. 许一欣. 河北农机. 2019(08)
[8]抗生素类药物的研究现状和进展[J]. 汤雨晴,叶倩,郑维义. 国外医药(抗生素分册). 2019(04)
[9]菌种与培养基在抗生素微生物检定法中的应用分析[J]. 姚永青,郜继东,刘英. 国外医药(抗生素分册). 2019(04)
[10]两种抗生素菌渣经SEA-CBS技术处理后的肥料特性[J]. 平然,任爱玲,田书磊,马双,刘宏博,孙艳梅,王彬彬. 环境科学研究. 2019(11)
博士论文
[1]长江口滨岸水环境中抗生素抗性基因的赋存特征[D]. 郭行磐.华东师范大学 2019
[2]重金属铜和锌对厌氧发酵过程中抗生素抗性基因影响机制研究[D]. 张然然.西北农林科技大学 2019
[3]东北黑土区不同地域土壤微生物对长期施肥管理的响应研究[D]. 胡晓婧.中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) 2018
[4]城市固体废弃物卫生填埋处理体系中抗生素抗性基因传播机理与控制研究[D]. 武冬.华东师范大学 2018
[5]规模化猪场粪污中典型抗生素归趋行为及抗性基因扩散特征研究[D]. 李晓华.中国农业科学院 2018
[6]抗生素及其耐药性在畜禽粪便-土壤-蔬菜中的传播和转移[D]. 张昊.河南师范大学 2018
[7]生物炭对土壤中抗生素及其抗性基因变化的影响研究[D]. 段曼莉.西北农林科技大学 2017
[8]长期施用堆肥对曲周农田土壤健康影响[D]. 李丽君.中国农业大学 2017
[9]畜禽粪便厌氧发酵过程中抗生素抗性基因变化机理研究[D]. 孙薇.西北农林科技大学 2017
[10]好氧堆肥对畜禽粪便中抗生素抗性基因的削减条件探索及影响机理研究[D]. 钱勋.西北农林科技大学 2016
硕士论文
[1]危险废物焚烧工艺选择与废气处理设施工艺设计[D]. 陈旭.吉林大学 2019
[2]水中抗生素高通量免疫检测技术研究及应用[D]. 马建国.山东大学 2019
[3]抗生素菌渣的堆肥处理研究[D]. 张倩倩.郑州大学 2019
[4]烟田土壤微生物特征及与青枯病发生关系研究[D]. 林书震.郑州大学 2019
[5]我国危险废弃物法律问题研究[D]. 胡新悦.河北大学 2018
[6]抗生素菌渣等温热解特性与气化过程数值模拟[D]. 王斌.山东大学 2017
[7]典型药渣及衍生炭对水中Cr（Ⅵ）去除研究[D]. 陈淑君.齐鲁工业大学 2017
[8]头孢氨苄单克隆抗体的研制及免疫学检测方法的初步建立[D]. 张伟.扬州大学 2017
[9]鸡粪堆肥过程中诺氟沙星削减规律及微生物分子生态学机制[D]. 冯瑶.中国农业科学院 2016
[10]青霉素菌渣肥对土壤环境和西红柿生长的影响研究[D]. 段子恒.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3167640
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