畜禽粪便中抗生素残留情况及对环境的影响及其处理方法

2.3 对人类健康的潜在威胁

环境中的抗生素如果不加以控制，会在不同的介质中慢慢积累，最终危害人类的身体健康。饲料添加剂中的抗生素可被动物肠道少量吸收并且随着血液运输到各个器官，它不仅能存在于动物各组织中，也可以存在其副产品中如肉、蛋、乳等。现有的水体净化工艺缺乏对抗生素的去除措施，且缺少相应的检测装置，抗生素仍能通过日常生活用水进入人体，虽然只是痕量，但是长期饮用会对人类的健康产生威胁。

土壤中残留的的抗生素会富集在蔬菜水果中，如果食用后将会对人类健康产生损害。一些动物性食品残留的抗生素也会通过饮食进入人体，导致部分人群发生致敏反应，产生抗体；甚至可以干扰人类的免疫系统内分泌系统，严重的话可致突变、致癌、致畸等。

2.4 畜禽粪便中抗生素抗性基因（ARGs） 污染

畜禽养殖过程中使用的抗生素，绝大部分未被动物肠道吸收，而是随着动物尿液和粪便直接排出体外，在这期间动物肠道长期处于一个高抗生素的环境，极易诱导出耐药菌株从而产生抗生素抗性基因（ARGs）。同时这些含有抗生素的粪便进入到不同介质后会再次诱导出抗生素抗性基因，使得ARGs 丰度上升造成了严重环境污染。尽管目前对ARGs 的迁移、转化和消亡规律还缺乏明确的认识， 但ARGs 的检出率及相对丰度是判断ARGs 污染程度的重要指标。Ｊｉ 等在中国东南地区规模化养殖场及周边取样检测到抗性基因的存在， 并且发现ARGs 污染与该样本中抗生素浓度有微弱的正相关关系；Cheng 等通过在我国东部畜禽养殖场中取样，检测出了四环素类抗性基因和磺胺类抗性基因；Ｗｕ 等通过分析北京、天津及浙江嘉兴三地的规模化养猪场周边的土壤， 发现了15 种四环素类抗性基因的存在；在我国珠海地区的养殖场，邹世春等在周边取样均检测到多种四环素类抗性基因。以上研究表明，畜禽粪便中ARGs 污染问题已逐渐严重， 并且ARGs 的转移、消亡规律还尚不明确，早日采取措施是必要且必须的。

3 畜禽粪便中抗生素残留的去除方法

用堆肥的方法处理畜禽粪便，不仅可以进行无害化处理并且可以提高养分利用率，同时由于微生物和高温的作用可以加快畜禽粪便中残留抗生素的降解。是一种简单有效、成本低廉的畜禽废物处理手段，且国内外许多学者进行了动物粪便堆肥处理抗生素的探究。张树清等通过人为添加四环素、土霉素和金霉素到猪粪麦秸堆肥中，发现其去除率分别为：85.97％，84.46％，75.60％。而在鸡粪麦秸堆肥中去除率分别为：66.56％，82.44％和72.95％，说明不同类型的堆肥对抗生素的分解能力具有差异性。潘寻等通过检测堆肥不同阶段及通风方式对抗生素的去除情况发现，堆肥的高温阶段是抗生素去除的主要阶段，且温度越高去除效果越好，而翻堆加机械通风的方式可以快速提高堆肥的温度并延长高温持续时间。Selvam 等研究发现携带抗性基因的大肠杆菌的死亡主要在堆肥高温阶段，并且在堆肥腐熟后抗性基因绝对丰度变低。堆肥不仅能在较短的时间内杀灭畜禽粪便中有害物质，且能降解其中的抗生素和抗性基因，腐熟后还可以作为有机肥施入土壤增加肥力，并且成本低廉，因此是很有前景的发展方向。

另外，畜禽粪便中含有大量的有机质，如果利用得当不仅解决了畜禽粪便抗生素残留的难题，而且能够使得这些物质能源化利用。沼气发酵处理畜禽粪便利用产生的沼气既可以点灯做饭解决日常生活中的能源问，也可以利用畜禽粪便进行燃烧发电。但是，沼气发酵并没有从根本上去除抗生素，其沼液和沼渣仍含有较高浓度的抗生素，利用之前还需去除残留抗生素以减少后续污染。目前其处理手段主要有物化处理方式和生物处理方式。物化处理方式包括混凝沉淀、吸附、气浮、反渗透、微电解和高级氧化处理方法，其中大部分抗生素的去除率都在80％以下，但也有少数工艺去除率较高。生物处理方法主要以厌氧一好氧组合工艺居有SBR 法、UASB 法和生物膜法等，大部分处理手段效果都较为理想，高于物理处理方式，因此也是具有潜力的发展方向。但是沼气发酵由于成本高，产气效率低一直以来使得它难以大量推广。

畜禽粪便中含有大量未分解吸收的营养物质（如粗蛋白、维生素、脂肪及微量元素），如果对其进行适当加工即可转化成粗制饲料继续饲喂较低等的动物。粪便饲料化作为一种理想的可循环的畜禽粪便资源高效利用技术，其安全性同样引人瞩目，抗生素残留的污染必须考虑其中。同样粪便饲料化过程当中抗生素的去除又是一个严峻的问题，如果能通过分离、筛选及基因工程改造获得安全有效抗生素降解菌株或者酶产品，畜禽粪便中抗生素问题也会迎刃而解。

4 前景与展望

我国对畜禽粪便中抗生素残留造成的环境污染问题关注和监控工作起步较晚，目前还没有引起足够的认识，但我国抗生素使用和残留情况已经不容乐观。我们要研究解决的问题很多，如抗生素降解规律、抗性基因的迁移和消亡规律、抗生素的毒害机制及其对人类生存环境和生态系统产生的影响等。养殖业废弃物无害化处理是畜禽养殖业继续快速发展面临的重大问题，如何安全有效地去除畜禽粪便中抗生素残留是问题的关键所在。就笔者查阅资料及相关研究认为畜禽粪便中抗生素残留的问题应重点放在以下几个方面：

（1）抗生素替代品的研发。只有从源头上解决了抗生素使用问题，随之而来的环境问题将会迎刃而解；（2）堆肥技术处理畜禽粪便中抗生素残留。重点放在堆肥条件的优化，明确抗生素降解的机理，功能性微生物的筛选或基因工程改造：（3）开展不同环境中抗生素残留的调查，杜绝畜禽养殖业滥用抗生素现象，改善我国抗生素使用现状。