论文部分内容阅读
随着畜禽粪便污染加剧,厌氧消化技术是使畜禽粪便有效减量化和资源化的技术之一,但是畜禽粪便中含有高浓度的抗生素和重金属会影响厌氧消化工况的稳定运行及沼气产量。四环素类抗生素作为饲料添加剂最为普遍,其用量已经占饲料添加抗生素总量的57%,四环素类抗生素中以金霉素、土霉素、四环素应用最广,铜、锌、铬、铁等重金属被广泛添加至饲料和药物中,在饲料中添加10倍于畜禽正常需求量的铜,可明显提高畜禽生产性能。为了探究抗生素和重金属对牛粪厌氧消化过程的影响,选择将土霉素和铜添加到厌氧消化过程中,使其浓度呈梯度。土霉素添加至液体物料中,2L容积内使其为三个浓度梯度:20mg/l、50mg/l、80mg/l;重金属铜添加至牛粪固体中,使牛粪固体内含铜浓度为100μg/g、200μg/g、300μg/g、400μg/g、500μg/g、600μg/g,再填装入厌氧消化罐内,含固率约为8%;土霉素和铜复合添加实验将土霉素浓度为20μg/g、50μg/g、100μg/g与铜浓度100μg/g、200μg/g、300μg/g两两组合,搭配成9种方式进行厌氧消化。联合分子生物学手段探究厌氧发酵微生物的多样性和动态变化,研究土霉素和铜单独添加及联合添加对牛粪厌氧消化过程的影响。（1）土霉素单独添加对牛粪厌氧消化工艺运行及产气会产生抑制作用,厌氧发酵液内土霉素浓度为20mg/l已可以造成抑制作用,含有20mg/l、50mg/l、80mg/l浓度土霉素的牛粪厌氧消化产甲烷抑制率分别为70.92%、82.78%、91.44%;（2）铜单独添加牛粪在厌氧消化过程中在100μg/g300μg/g浓度范围内对厌氧消化有促进作用,在400μg/g600μg/g浓度范围内则会产生抑制作用;（3）土霉素和铜复合添加对牛粪厌氧消化过程造成的影响并不显著,并未发生抑制作用,当牛粪中Cu2+浓度为200μg/g和300μg/g时,对牛粪厌氧消化有促进作用,（4）通过分子生物学手段探究了土霉素、重金属铜单独污染和两者复合污染牛粪在厌氧消化过程中微生物多样性及动态变化,结果表明,土霉素可抑制微生物生长,在厌氧发酵运行末期微生物指数明显降低;重金属铜在Cu2+浓度为400600μg/g明显对微生物群落优势菌群造成影响;而土霉素和铜联合毒性作用于牛粪时并未对微生物群落多样性造成太大影响。