發(fā)布時間：2020-04-13 19:14

【摘要】：厭氧生物技術(shù)處理雞糞具有能耗低、污染小以及可回收生物質(zhì)能(沼氣)等優(yōu)點,因此被廣泛關注。然而現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖過程中普遍添加抗生素,導致雞糞中抗生素殘留,較高濃度的抗生素會對雞糞厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)生一定程度的抑制作用,最終導致厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能的下降甚至系統(tǒng)的崩潰,并且大量使用抗生素會誘導產(chǎn)生抗生素抗性基因(ARGs),污染環(huán)境、危害人體健康。因此,抗生素對雞糞厭氧發(fā)酵特性的影響受到越來越多的關注。本研究以雞糞為厭氧發(fā)酵原料,采用批次試驗和序批式試驗進行對比研究土霉素(OTC)對雞糞厭氧發(fā)酵的影響,把握OTC對雞糞厭氧發(fā)酵的抑制閾值,通過產(chǎn)氣以及發(fā)酵液理化特征分析,闡明OTC對雞糞厭氧發(fā)酵物質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響,并結(jié)合OTC對雞糞厭氧發(fā)酵ARGs豐度的變化,進一步揭示OTC對雞糞厭氧發(fā)酵微生物學影響機理,研究結(jié)果以期對雞糞厭氧發(fā)酵的工程化應用提供理論依據(jù)。得到的主要結(jié)果如下:(1)批次試驗中,OTC為5-10mg·L~(-1)時,對雞糞厭氧發(fā)酵具有一定的促進作用,OTC為25-300mg·L~(-1)時,對累積產(chǎn)甲烷量有一定的抑制作用,且抑制率隨OTC濃度的增加而升高,相應的OTC去除率降低。對產(chǎn)甲烷的抑制閾值為24.32mg·L~(-1)。產(chǎn)甲烷菌對各VFAs的利用順序為:乙酸丙酸異丁酸。(2)序批式試驗中,OTC為2.5-25mg·L~(-1)時,對雞糞厭氧發(fā)酵具有一定的促進作用,OTC為50-150mg·L~(-1)時,對累積產(chǎn)甲烷量有一定的抑制作用,且抑制率隨OTC濃度的增加而升高,相應的OTC去除率降低。對產(chǎn)甲烷的抑制閾值為30.83mg·L~(-1),相較批次試驗提高了26.77%。(3)添加OTC使厭氧發(fā)酵過程中tetM、tetQ、tetW、intI1及intI2的絕對豐度顯著升高,表明OTC添加提高了ARGs與MGEs的豐度,但削減了tetC豐度。Spearman和Network分析表明,int I1及int I2是ARGs水平轉(zhuǎn)移的重要元件。ARGs分布的變化趨勢主要受pH以及OTC濃度的影響,發(fā)酵產(chǎn)物需進一步無害化處理以降低ARGs對環(huán)境帶來的風險。(4)不同濃度的生物炭(5-50g·L~(-1)),對OTC抑制條件下雞糞厭氧發(fā)酵具有一定的促進作用。隨著生物炭添加濃度的增加,厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中的TCOD、SCOD以及OTC的降解率增加。當生物炭濃度較低時,以污泥吸附為主,濃度較高時以生物降解以及生物炭吸附作用為主。
【圖文】：

圖 1-1 厭氧發(fā)酵四階段示意圖Fig.1-1 Schematic diagram of four stages in anaerobic digestion 雞糞中抗生素及抗性基因殘留問題生素因其具有預防治療動物疾病、促進生長的作用而被廣泛應用于畜牧養(yǎng)emper 2008）。據(jù)報道，每年用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)的抗生素約 2400 萬 t（Mellon 。我國是抗生素生產(chǎn)與使用大國，，據(jù)統(tǒng)計，2013 年我國抗生素使用量約為 1.62

第一章 緒論素、金霉素在畜禽糞便中的含量分別為 0.006-136 mg·kg-1和 0.00nez-Carballo et al. 2007；Choi2007）。土霉素（OTC）屬于四環(huán)素類抗 C22H24N2O9, 分子量為 460.44，具有氫化并四苯的基本結(jié)構(gòu)，屬于要通過與核糖蛋白體 30s 亞基的 16srRNA 上靠近氨基酰 tRNA 的蛋白質(zhì)合成的肽鏈延長（胡濱 2006）。OTC 的分子結(jié)構(gòu)圖如下：
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X713

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本文編號：2626335