【摘 要】
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近年来畜禽养殖规模扩张,导致畜禽粪水大量产生,所含的抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）对生态环境造成了严重威胁。畜禽粪水的生物处理可实现资源化利用,但对ARGs的削减效果有限,联合物理法有望解决该问题,降低养殖粪水的生态环境风险。因此,本研究以牛粪粪水为原料开展厌氧消化联合超声-吸附试验,分析消化过程中四环素类抗性基因（tetracycline an
【基金项目】
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内蒙古科技计划项目“养殖废水深度处理技术与生态还田模式研究”（2020GG0081）; 内蒙古科技计划项目“农牧有机废弃物联合发酵产能产肥关键技术及土地安全施用模式研究”（2020GG0015）
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近年来畜禽养殖规模扩张,导致畜禽粪水大量产生,所含的抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）对生态环境造成了严重威胁。畜禽粪水的生物处理可实现资源化利用,但对ARGs的削减效果有限,联合物理法有望解决该问题,降低养殖粪水的生态环境风险。因此,本研究以牛粪粪水为原料开展厌氧消化联合超声-吸附试验,分析消化过程中四环素类抗性基因（tetracycline antibiotic resistance genes,TRGs）的变化及主要影响因素,探究不同超声条件下沼液中细胞破碎和胞外TRGs丰度变化,进一步制作牛粪生物炭对沼液进行吸附,削减沼液中的TRGs。主要研究结果如下:（1）牛粪粪水厌氧消化平均产甲烷速率为100.66 m L/d,总甲烷量为4529.48m L。消化后tet Q和tet G的绝对丰度上升,而tet C、tet O、tet T和tet X的绝度丰度下降。通过网络分析和冗余分析可知微生物的变化是TRGs变化的主要影响因素,unidentified＿Bacteroidales、unidentified＿Sphaerochaetaceae和unidentified＿Pseudomonadaceae等与厌氧环境有关的菌属是TRGs的潜在宿主菌,且氨氮（TAN）为影响这些潜在宿主菌的主要变量。（2）将沼液进行超声处理,发现超声后菌落数和生物量下降明显,且TRGs丰度大幅降低,表明超声处理可有效削减沼液中的TRGs;相同超声密度下,超声时间越长沼液中TRGs丰度越低,超声条件为1.5 w/m L-40 min时TRGs的去除率最高,达83.29%。（3）超声处理使得细胞破碎从而部分TRGs变为胞外游离态,吸附处理能有效削减胞外TRGs。牛粪在三种热解温度（500°C、600°C、700°C）条件下制得的生物炭对超声后沼液进行吸附,结果表明600°C热解温度下牛粪生物炭对TRGs的削减效果较好,TRGs的去除率达到65.34%,尤其胞外TRGs的去除率高达88.35%。（4）牛粪粪水中的TRGs通过厌氧消化联合超声-吸附处理,TRGs得到大幅削减,削减量为3.37×10~9 copies/m L,去除率达99.32%,其中超声和吸附对沼液中TRGs的最大削减量为1.69×10~8 copies/m L,最大去除率为88.11%,表明厌氧消化联合超声-吸附处理工艺不仅实现牛粪粪水的资源化利用,还能有效削减TRGs,降低牛粪粪水的污染及生态风险。
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