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养殖废弃物资源化利用全过程中抗生素及耐药性的环境归趋及控制机制

文章来源 :农业清洁流域团队 作者: 发布时间: 2021-02-03

       抗生素耐药性是21世纪人类面临的共同挑战之一,抗生素抗性基因(ARGs)可以通过水平转移的方式来传播,更增加了其对人体健康和环境安全的威胁。近年来,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域团队针对养殖废弃物资源化利用从源头-过程-末端的全过程中抗生素及ARGs的环境归趋及控制机制突破了一系列成果。
       团队开展了废弃/在用养殖场水土环境中抗生素耐药性的环境行为和传播风险研究,为废弃养殖场再利用的风险评价提供了理论依据;阐述了农业废弃物堆肥不同阶段抗生素及ARGs的演变规律及影响因素,明确了不同温控程序下抗生素耐药性的控制效果及传播机制,对抗性基因的风险控制、有机肥料的安全生产等具有重要的指导意义。相关研究成果在线发表于JCR一区Top期刊《Bioresource Technology》、《Environmental Pollution》等。

从源头到末端的养殖废弃物资源化利用全过程中抗生素及耐药性的环境归趋及控制机制

       粪肥还田是当前粪污资源化的主要方式,但是也存在着对农田水土污染的风险。针对流域水土环境中抗生素、重金属等复合污染物难以处理等瓶颈问题,团队创新性地开展了生物-电化学技术的效果评价和机理研究,阐明了生物-电化学体系中影响抗生素耐药性归趋的关键活性物种及作用过程;针对粪污资源化利用后对农田土壤造成的污染,首次构建了以抗生素耐药性控制为核心的电动力-微生物协同修复技术模式,评价了抗生素、耐药菌、重金属等污染控制效果和相互作用机制,揭示了典型污染物质的去除规律及微生物群落的演变机制,为清洁流域水土环境修复提供了技术支持。这是将生物电化学技术用于有机无机复合污染环境治理的首次报道,对于实际水土环境污染控制具有重要指导。相关研究成果在线发表于JCR一区Top期刊《Water Research》、《Chemical Engineering Journal》等。
       据李红娜副研究员介绍,我国是抗生素使用大国,目前还存在着用药结构不合理、细菌耐药形势严峻等挑战。抗生素耐药性被认为是21世纪最受关注的污染,亟待突破从源头控制到末端修复的系列高效安全的技术以实现环境中细菌耐药的有效控制。团队突破的养殖废弃物资源化利用全过程中抗生素、ARGs及耐药菌的环境归趋及修复技术研究,为我国畜禽养殖废弃物实现高效安全资源化及污染水土环境修复提供了技术保障。其中涉及的原理机制研究结果还可为农村生活污水的深度处理、农村居民饮水安全的消毒净化、养殖废水的安全回用以及农田土壤的风险控制等提供理论指导。
       上述研究工作得到了国家水体污染控制与治理重大科技专项、中国科协青年人才托举工程、北京市科协青年人才托举工程、北京市自然科学基金、中国农科院科技创新工程和中央公益性基本科研业务费等项目的共同资助。

论文链接如下:
https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125866
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123820
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.124403
https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123674
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113116
https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.03.079
https://doi.org/10.1007/s11356-019-04294-z
https://doi.org/10.1002/open.201900250
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.05.028
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.11.057
https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.12.154
 

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