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兽用抗生素的长期使用导致畜禽养殖环境中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）污染日益严重,其在环境中的风险与危害也逐渐引起人们的重视。本文针对畜禽养殖环境中ARGs的污染与扩散情况进行综述,分析了不同畜种、不同国家（地区）间粪便中ARGs的浓度水平差异,并阐述了ARGs在粪便堆肥过程中的变化,以及在不同废水处理工艺中的消长情况。此外,还特别讨论了ARGs通过粪肥施用和气流作用等途径向周围土壤和大气等环境的输入,及其对周围环境介质中天然耐药水平的影响。最后,结合畜禽粪污ARGs的污染现状对今后减少养殖场ARGs排放和扩散的措施进行了总结与展望。 相似文献
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畜禽粪便中兽用抗生素削减方法的研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
兽用抗生素具有显著的促动物生长、预防动物疾病的作用。随着集约化畜牧业以及配合饲料工业的不断发展,抗生素作为饲料添加剂在全球范围内已被广泛应用。我国畜禽养殖业对抗生素的依赖甚是严重,每年用于畜禽养殖的兽药抗生素超过了8吨,占抗生素总产量的一半以上。这些兽用抗生素并不能完全被动物体所吸收,绝大部分以原药或者代谢产物的形式随畜禽粪便和尿液排出体外,导致畜禽粪污中多种抗生素残留,最高浓度达到了183.50 mg·kg~(-1)。残留抗生素可能经各种途径进入土壤和水体环境中,一方面影响土著微生物的活性,另一方面引起抗性菌和抗性基因的产生和传播,给生态系统安全和人类身体健康带来巨大的负面效应。因此,充分、有效消减畜禽粪污中兽药抗生素十分重要而迫切。论文作者在总结大量文献的基础上,对国内外畜禽粪便抗生素的污染特点和赋存规律进行了系统介绍,并着重阐述了国内外畜禽粪便中兽用抗生素削减方法的最新研究进展,描述了畜禽粪便好氧堆肥和厌氧发酵的分类及工艺流程。在此基础上重点对好氧堆肥和厌氧发酵两种处理方式下畜禽粪便中兽用抗生素的去除程度进行了详尽、深入分析,同时对抗生素消减效果的影响因素进行了充分讨论。主要结论:好氧堆肥对土霉素、四环素、金霉素、磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、环丙沙星、恩诺沙星和泰乐菌素等主要类别抗生素的最高去除率可达65.5%—100%,去除效果受抗生素种类、初始浓度、添加方式、堆肥温度、供养方式、底物组成影响;厌氧发酵对氨苄青霉素、四环素、磺胺甲氧二嗪的去除可达100%,但几乎无法去除磺胺噻唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺氯哒嗪、泰乐菌素,去除效果受抗生素种类、浓度、发酵温度、污泥性质、混合速率和发酵时间影响。最后,对需要进一步开展的研究进行了展望,建议加强兽用抗生素的监管,制定相关的法规和标准,加速兽用抗生素替代物品的研发,减少源头污染;深入开展畜禽废弃物好氧堆肥或者厌氧发酵过程中抗生素降解产物及机理研究;筛选具有强降解能力的微生物作为菌剂,强化其对畜禽养殖废弃物中兽用抗生素的消减;深入研究好氧堆肥和厌氧发酵过程中抗生素和ARGs之间的相互关系,去除兽用抗生素的同时也加速ARGs的削减。 相似文献
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养殖废弃物堆肥中抗生素和抗性基因的降解研究 总被引：2，自引：1，他引：1
抗生素的滥用及排放会造成细菌产生耐药性以及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)的传播和扩散。畜禽粪便是导致环境中抗生素污染的主要来源之一。本文综述了四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、β-内酰胺类、磺胺类和氨基糖苷类等在水土环境中广泛存在的抗生素及其环境残留水平和对动植物、微生物的影响,分析了当前利用堆肥技术降解畜禽粪便中抗生素和ARGs效果及机制的研究情况。总结得出,猪粪中抗生素残留量最高,其中四环素类残留量为1390~354 000 mg·kg^-1,磺胺类170.6~89 000 mg·kg^-1,氟喹诺酮类411.3~1 516.2 mg·kg^-1,硝基呋喃类85.1~158.1 mg·kg^-1,大环内酯类1.4~4.8 mg·kg^-1。堆肥对大部分抗生素具有好的降解效果,其中四环素类抗生素降解率为62.7%~99%,磺胺类为0~99.99%,对大环内酯类几乎可以完全降解,但是,堆肥无法降解喹诺酮类抗生素。养殖废弃物堆肥过程中,ARGs的降解情况同样因抗生素种类和堆肥方式而不同。已有的研究表明,除大环内酯类ARGs外,堆肥对其他ARGs均具有有效的降解效果,降解率为50.03%~100%。堆肥初期的优势菌门是厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门;堆肥结束后放线菌门成为最优势菌门。初始抗生素的浓度不影响堆肥结束时微生物的群落组成。温度和pH是影响抗生素降解的最主要因素,而ARGs的降解效果主要受温度影响。 相似文献
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天津市畜禽粪污处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果 总被引：1，自引：1，他引：0
《农业环境科学学报》2021,(9)
为了探明养殖场粪污处理工艺对抗生素抗性基因(ARGs)的去除效果,选取天津市不同畜种且具有典型处理工艺的养殖场为研究对象,运用实时荧光定量PCR技术,对养殖场粪便和污水样品中5类13种ARGs和int I1进行检测。结果表明:目标ARGs和int I1在畜禽粪便和污水中普遍存在(10~(-7)～10~(-1)),猪、鸡和牛3种养殖场粪便中喹诺酮类ARGs的相对丰度最低(10~(-7)～10~(-5)),四环素类和磺胺类ARGs的相对丰度较高,分别为10~(-4)～10~(-1)和10~(-4)～10~(-2),猪场污水中13种ARGs和int I1的相对丰度(10~(-3)～10~(-2))普遍高于牛场(10~(-6)～10~(-4))。对于畜禽污水,猪场和牛场的处理工艺可以去除大部分ARGs,尤其是四环素类ARGs,相对丰度(lg值)下降了0～2.09,此外,猪场污水处理工艺中厌氧发酵单元和贮存池单元对ARGs的去除效果较好,牛场污水处理工艺中调节池单元对ARGs的去除效果较好;对于畜禽粪便,异位发酵床、堆肥和无菌晾晒处理均能去除大部分目标ARGs。猪粪在异位发酵床处理后,10种ARGs的相对丰度下降,其lg值平均降低了1.11;牛粪和鸡粪在堆肥后,分别有8种和9种ARGs的相对丰度下降,其lg值平均降低了0.83和1.32;牛粪在灭菌晾晒处理后,5种ARGs的相对丰度下降,其lg值平均降低了1.12。磺胺类ARGs在以上处理工艺中呈现升高趋势,因此,应该对磺胺类ARGs引起的污染予以重视。 相似文献
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四环素耐药基因在猪粪便、堆肥和土壤中的归趋 总被引：1，自引：0，他引：1
抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,简写为ARGs)是一种新兴的环境污染物[1],在我国禽畜养殖业中由于抗生素的大量使用,导致禽畜粪便中ARGs广泛存在,但其在环境中归趋的研究还较少。四环素是我国禽畜养殖业中广泛使用的抗生素,本研究采用分子生物学技术,研究了猪粪便中四环素耐药基因(an-tibiotic resistance genes,TRGs)的分布以及迁移变化。通过普通PCR定性检测,发现在养猪场各样品中均检测出TRGs。荧光定量PCR检测发现猪粪堆肥中tet(A)和tet(C)基因的含量相比于土壤中的tet(A)和tet(C)的含量均高0~1个数量级,而比新鲜猪粪中的分别低0~3和1~4个数量级。据此推测TRGs在新鲜猪粪、堆肥和土壤中总体呈逐级降低的趋势,堆肥处理有利于TRGs含量的消减。 相似文献
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研究外源土霉素对受不同养殖污染程度的土壤生物学性质的影响,结果表明:添加土霉素可降低土壤微生物数量,降低比例由低至高依次为:猪粪堆放处土壤、长期施用猪粪农田土壤、不施用畜禽粪农田土壤;添加土霉素对土壤脲酶和中性磷酸酶活性的抑制程度为:不施用畜禽粪农田土壤>长期施用猪粪农田土壤>猪粪堆放处土壤,影响大小随受畜禽养殖污染程度增加而减小。长期受养殖污染的土壤具有较高的土霉素抗性微生物水平,可能与养殖污染促进了土壤环境中抗生素抗性物质形成有关。 相似文献
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堆肥是常用的有机固废处理技术,能够快速实现有机固废资源化利用,但传统工业化堆肥对于抗生素及其耐药基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）消减重视不足。事实上,近年来畜禽粪污等堆肥原料中抗生素及ARGs残留问题日益凸显,抗生素及ARGs消减已经成为堆肥过程中不容忽视的部分和亟待解决的问题。本文综述了近年来抗生素及ARGs在堆肥过程中消减的研究现状和一般特点,以及影响消减效果的理化和生物学因素、相关优化技术措施的效果和瓶颈等,以期为最大限度降低ARGs传播风险提供参考。 相似文献
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重金属协同选择环境细菌抗生素抗性及其机制研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
抗生素的长期滥用,引起环境细菌耐药性不断增强,加速了抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在环境中的传播扩散。在重金属污染的环境中,细菌不仅具备重金属抗性,并且具备多种抗生素抗性,抗生素抗性基因的污染水平也随之升高。在介绍重金属与抗生素抗性最新研究进展的基础上,阐述了环境细菌的抗生素抗性、重金属抗性及其相关抗性机制,并着重论述重金属和抗生素协同选择环境细菌耐药性及其机制。 相似文献
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天津市家庭农场养殖粪污耐药基因赋存特征及风险评估 总被引：4，自引：2，他引：2
为了解家庭农场养殖粪污中抗生素耐药基因(ARGs)的赋存特征及潜在风险,本研究选取天津市蓟州区22家典型的家庭农场,采用实时荧光定量PCR方法,考察了不同种类畜禽粪污中ARGs的污染特征及其对周边农田土壤的影响。结果表明,磺胺类、四环素类、喹诺酮类和大环内酯类耐药基因在家庭农场畜禽粪污中普遍存在,且四环素类耐药基因tetO、tetQ、tetW和大环内酯类耐药基因ermB含量最为丰富,同时检出了blaOXA-1、blaTEM-1和blaampC等与人类健康密切相关的β-内酰胺类抗生素耐药基因(bla基因)。此外,还发现如下规律:相比于猪场和牛场,鸡场粪污中的ARGs污染程度更为严重;在不同生育阶段的猪群中,母猪粪污中的多数耐药基因相对丰度要显著高于仔猪和育肥猪(P<0.05);畜禽粪肥施用可显著增加土壤环境中ARGs的丰度(约8~18倍)(P<0.05)。本研究表明,家庭农场畜禽养殖粪污中耐药基因污染严重且普遍,同时随着粪污还田进入土壤环境增大环境风险,最终可能会通过污染农作物危害人类健康,应引起高度重视。 相似文献
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The use of antibiotics in human medicine and animal husbandry has resulted in the continuous release of antibiotics into the environment, which imposes high selection pressure on bacteria to develop antibiotic resistance. The spread and aggregation of antibiotic resistance genes (ARGs) in multidrug-resistant pathogens is one of the most intractable clinical challenges. Numerous studies have been conducted to profile the patterns of ARGs in agricultural ecosystems, as this is closely related to human health and wellbeing. This paper provides an overview of the transmission of ARGs in agricultural ecosystems resulting from the application of animal manures and other organic amendments. The future need to control and mitigate the spread of antibiotic resistance in agricultural ecosystems is also discussed, particularly from a holistic perspective, and requires multiple sector efforts to translate fundamental knowledge into effective strategies. 相似文献
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为研究堆肥过程中高温持续时间对多重耐药大肠杆菌及其携带的接合型质粒和抗生素耐药基因（Antibiotic resistance gene,ARGs）消减规律的影响,本研究在鸡粪堆肥初始物料中外源添加多重耐药大肠杆菌菌液,并设置延长高温时间组（CT组）和常规堆肥组（NT组）两种堆肥条件处理,利用选择性培养及16S rRNA基因扩增子测序技术检测多重耐药菌群变化规律,同时利用数字PCR定量检测大肠杆菌16S rRNA基因、接合型质粒转移酶基因（MOBP）、氨基糖苷类耐药基因[APH(3)-Ib]及磺胺类耐药基因（sul2）和Ⅰ类整合子-整合酶基因（intl1）等污染物相对丰度变化,对比获得了延长高温时间对多重耐药菌及其ARGs消减速率的影响。结果表明,高温堆肥能够明显抑制堆肥中多重耐药菌的生长,并且CT组对其的抑制效果明显好于NT组。堆肥结束后,五种基因在CT组的相对丰度消减率为79.82%～99.99%,但NT组中腐熟期结束后APH(3)-Ib、sul2、intl1等基因相对丰度均高于初始物料。多重耐药大肠杆菌及其接合型质粒的消减规律均符合一级动力学方程,但APH(3)-Ib、sul2和... 相似文献
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长期施用粪肥对农田土壤中细菌四环素抗性水平的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
[目的]考查集约化养殖产生的畜禽粪便直接施入农田造成的环境风险。[方法]以长期施用化肥的土壤为对照,通过小区定点试验,研究长期施用新鲜鸡粪、新鲜猪粪后对土壤中四环素抗性细菌的影响。[结果]新鲜鸡粪、猪粪中四环素抗性细菌的数量及其占可培养细菌总数比例均远远高于施肥前的基础土样。长期施用粪肥后,土壤中四环素抗性菌数量及其占可培养细菌总数比对照均有明显增加,而且有随土壤深度的增加(0～20 cm)呈纵向增加的趋势。[结论]长期施用畜禽粪肥导致土壤中微生物抗生素抗性水平大幅增加,对环境造成了一定的潜在风险。 相似文献
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有毒有机物影响DNA酶解和抗生素抗性基因横向迁移 总被引：1，自引：1，他引：0
进入环境中的有毒有机物种类较多、分布广泛。大量生命遗传物质DNA与有毒有机物共存于污染环境中,由于抗生素滥用,一些DNA上携带着抗生素抗性基因(ARGs);有毒有机物和ARGs复合污染严重危害着生态安全和人群健康。有毒有机物如何影响DNA酶解和ARGs迁移,这已成为环境领域研究的热点之一,近些年来,该领域研究取得一些重要进展。有毒有机物可通过共价作用、非共价作用、剪切作用与DNA结合,进而改变DNA分子结构、影响DNA酶解;有毒有机物也可通过改变DNA降解酶活性或占据DNA上降解酶的酶切位点,进而影响DNA酶解过程。环境中ARGs横向迁移主要有接合、转导、转化三种方式,有毒有机物影响ARGs横向迁移的机制主要包括:有毒有机物调控可动遗传因子、引起细胞SOS反应、胁迫细胞形成自然感受态、影响生物膜形成、改变细胞膜通透性、与胞外质粒形成加合物。进入细胞后的有毒有机物如何作用于ARGs的复制和表达,这应是未来深化有毒有机物影响ARGs横向迁移机制的一个关键所在。 相似文献