抗生素被廣泛應用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)飼料中,并誘導動物腸道與畜禽糞便中產生抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）。ARGs可以通過水平基因轉移在不同微生物間傳播,當大量攜帶ARGs的有機肥被施入農田,土壤中微生物獲得抗生素抗性的風險隨之加大,甚至威脅人體健康。厭氧發(fā)酵是畜禽糞便資源化利用的重要方式,但其發(fā)酵產物中存在較大的ARGs傳播風險。納米零價鐵（Nano-zerovalent iron,n ZVI）具有強還原性和高反應活性,在修復抗生素污染和提高厭氧發(fā)酵效率方面具有優(yōu)越性能。因此,本文將n ZVI添加入牛糞厭氧發(fā)酵過程,研究了不同濃度(0、80和160 mg·L^-1)的n ZVI對厭氧發(fā)酵產氣、ARGs、移動基因元件（Mobile genetic elements,MGEs）和微生物群落的影響,分析了ARGs與MGEs、微生物群落、環(huán)境因子之間的關系,探究了n ZVI對ARGs賦存狀況產生影響的主要因素。主要結果和結論如下:（1）n ZVI的添加增加了厭氧發(fā)酵甲烷產量,添加80 mg·L^-1與160 ... 

【文章來源】：西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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技術路線圖

第二章納米零價鐵對厭氧發(fā)酵產氣的影響132.1材料與方法2.1.1試驗設計本研究中的發(fā)酵原料為牛糞，來自陜西楊凌當?shù)剞r場，養(yǎng)殖規(guī)模為800頭牲畜。nZVI從北京德科島津科技有限公司（中國）獲得，利用透射電子顯微鏡(TEM)觀測其微觀結構（圖2-1）。根據(jù)nZVI對于抗生素污染廢水中抗生素的去除效率及其對微生物活性的影響，選擇80和160mg·L-1的nZVI添加量，具體試驗處理設置見表2-1。80mg·L-1的nZVI對抗生素污染廢水具有較高的抗生素去除能力（Fangetal.2011a）。但是，當劑量超過200mg·L-1時，nZVI會對環(huán)境中的微生物活性產生不利影響（Wuetal.2013）。表2-1試驗處理設置Table2-1Treatments試驗處理納米零價鐵添加量（mg/L）CK0N8080N1601602.1.2試驗裝置消化反應器包括45個相同的500mL錐形瓶，工作體積為400mL，進行毀瓶試驗。糞便和蒸餾水混合，以取自牛糞中溫厭氧發(fā)酵30天的產物作為接種物，調至總固體含量為8%，體系中含牛糞干重25.6g和接種物80mL。試驗設置在中溫發(fā)酵條件（35℃）下進行，向厭氧發(fā)酵反應器中充N2保持初始厭氧環(huán)境，反應器均在生化培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)，每個處理設置三個重復，并每天手動混合一次（Songetal.2017）。采用排水法測量每天沼氣產量，所用的厭氧發(fā)酵裝置如圖2-2所示。圖2-1納米零價鐵TEM圖像Figure2-1TEMimagesofNano-zerovalentiron

西北農林科技大學碩士學位論文14圖2-2厭氧反應器裝置圖（1-厭氧消化反應器；2-采氣口；3-集氣瓶；4-排水法集水瓶）Figure2-2Diagramofanaerobicreactor（1-Anaerobicdigestionreactor;2-Gasextractionport;3-Gascollectionbottle;4-Watercollectionbottle）表2-2試驗牛糞和接種物理化性質Table2-2Charactersofrawmaterialcattlemanureandinoculum總固體含量TS(%)VS/TS(%)pHC/N比牛糞Cattlemanure13.9572.37.5625.3接種物inoculum8.449.17.3220.12.1.3樣品采集厭氧發(fā)酵反應器運行時間為43天，當甲烷日產量少于累積甲烷產量的1%時終止厭氧發(fā)酵過程（Suietal.2018）。取樣時間為第0、6、16、30和43天，取出的樣品轉移到離心管中，離心（5000rpm，15分鐘）。上清液用于測定pH、NH4+-N、NO3--N和VFAs含量。日沼氣產量采用排水法測定，用集氣袋收集產氣，后續(xù)進行甲烷和CO2氣體濃度的測定。2.1.4樣品測定使用配備有火焰離子化檢測器（flameionizationdetector,FID）的氣相色譜儀（7890A氣相色譜儀；安捷倫，美國）測量甲烷含量。柱和檢測器的溫度分別設定為50℃和250℃。氮氣（N2,99.999%）作為載氣，同時保持流速為25mL·min-1。將上清液用6MHCl酸化以將pH降低至3以下，并通過0.22-m膜過濾以測量VFA。使用FID和FFAP色譜柱通過氣相色譜法（GC-2010PLUS，Shimadzu，日本）測定上清液中VFAs的濃度，包括乙酸，丙酸，丁酸，戊酸和異戊酸。噴射器溫度為220℃，檢測器溫度為250℃。溫度程序從100℃（0分鐘）開始，然后以8℃·min-1的速度加熱到150℃。載氣是氦氣，1423

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]畜禽糞便厭氧發(fā)酵過程中抗生素抗性基因變化機理研究[D]. 孫薇.西北農林科技大學 2017

碩士論文
[1]煤氣化渣對厭氧發(fā)酵過程中抗生素抗性基因和微生物群落的影響[D]. 劉家瑤.西北農林科技大學 2019
[2]農業(yè)廢棄物厭氧發(fā)酵及沼肥利用過程碳氮變化研究[D]. 劉燁.武漢輕工大學 2018
[3]納米級零價鐵對水中氯霉素的去除研究[D]. 劉雪.華東師范大學 2018
[4]蘑菇菌糠與牛糞、餐廚垃圾厭氧共發(fā)酵產甲烷潛力及熟化特性[D]. 羅曉莎.中國農業(yè)大學 2018
[5]畜禽糞便中抗生素及抗性基因的消減研究[D]. 張錦.浙江農林大學 2018
[6]納米零價鐵去除地下水中六價鉻和三氯乙烯的效能和機制研究[D]. 何琦.湖南大學 2017
[7]餐廚垃圾厭氧發(fā)酵過程的影響因素研究[D]. 王巧玲.南京大學 2012



本文編號：3116987