【摘 要】
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抗生素发酵菌渣是微生物制药企业经过发酵,提取抗生素活性成分后产生的半固态危险废物。目前我国年排放湿菌渣量超过1000万吨,其含水率高达90%,极易变质发臭,如果不能及时进行有效处置,将会造成环境污染,加剧细菌的耐药性,危害人体健康。红霉素及其衍生物是我国抗感染药的四大支柱产品之一,其菌渣产生量占比较高,因此解决其环境问题迫在眉睫。本研究以红霉素菌渣为对象,对电化学降解红霉素的最佳条件、理化性质变化
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抗生素发酵菌渣是微生物制药企业经过发酵,提取抗生素活性成分后产生的半固态危险废物。目前我国年排放湿菌渣量超过1000万吨,其含水率高达90%,极易变质发臭,如果不能及时进行有效处置,将会造成环境污染,加剧细菌的耐药性,危害人体健康。红霉素及其衍生物是我国抗感染药的四大支柱产品之一,其菌渣产生量占比较高,因此解决其环境问题迫在眉睫。本研究以红霉素菌渣为对象,对电化学降解红霉素的最佳条件、理化性质变化、微生物群落结构、抗性基因和降解路径进行了全面研究。旨在为我国红霉素菌渣无害化技术研究提供新的思路。（1）在单因素实验基础上,进行响应面实验,得出影响因素由强到弱为:p H＞电压＞反应时间＞电极间距。响应面实验结果分析后,得到最佳工艺条件:反应时间为4 h,电压为14 V,电极间距为3.72 cm,p H值为4.52,红霉素残留量从180 mg·kg-1降解至未检出。同时红霉素菌渣中的p H值、8种重金属以及16种多环芳香烃均在安全限值内。（2）电化学法处理红霉菌渣后,在门水平的细菌群落相对丰度发生变化,变形菌门和放线菌门相对丰度呈上升趋势,梭杆菌门、厚壁菌门和拟杆菌门、呈下降趋势;在属水平的细菌群落受电场和温度变化的影响,发生群落演替,优势菌属改变。（3）电化学法处理后,大环内酯类抗性基因相对丰度显著降低,可有效降解ermB、ermC、ermF、ermG、ermT、lsa、mac A、mef A八种抗性基因。质粒和插入序列元件基因相对丰度降低,可有效降解Inc FIA（HI1）、Inc FIB（K）、Inc R、Inc U、rep7五种质粒基因和IS91、IS621、IS679、ISCR-orf513四种插入序列元件,但会新增Rep7质粒基因。（4）通过质谱分析电化学法降解红霉素过程中的降解产物,以此推断出一种可能的降解过程:在羟基自由基的作用下,红霉素14元环上的两个羟基经脱水缩合形成C37H65NO12降解产物,然后14元环与D-去氧氨基糖连接的碳氧键,在远离14元环处碳氧键断裂形成C8H16NO2和D-去氧氨基糖,最后D-去氧氨基糖矿化形成CO2、H2O和NO2等无机物。
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