厨余垃圾黑水虻转化的病原菌灭活及综合评价

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:sdrb_123456
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黑水虻转化厨余垃圾等有机固体废弃物,是一种新型的资源化新方法。为评估黑水虻处理厨余垃圾的效率与安全性,本研究以餐厨垃圾为主要研究对象,关注黑水虻处理过程中环境处理条件与体内外微生物的菌群特征,探究黑水虻转化过程中对高浓度病原菌的灭活规律和机理及环境影响因素。主要的研究结果如下:(1)利用黑水虻处理含水率为50%,55%,60%,65%,70%(M50,M55,M60,M65,M70)的厨余垃圾,发现M60和M65组幼虫生长速度较快,虫产率和垃圾减量化率均较高,分别达到18%20%和58%67%。16S rRNA测序结果分析显示各含水率组下体内外菌群结构的聚类结果与其资源化率的显著性差异相吻合,M60和M65组中的主要菌属Lactobacillus、Morganella、Vagococcus与黑水虻生长和垃圾减量化具有显著正相关性。以上说明餐厨垃圾含水率能够影响黑水虻资源转化过程,调节含水率在60%65%的范围,有助于得到最优的垃圾减量化率和资源化率,而含水率条件可能是通过提高体外环境中Lactobacillus菌属的组成比例,促进了垃圾的黑水虻转化效率。(2)第0和第6 d两次以6.47.1 log100 CFU·g-1的浓度向厨余垃圾中分别接种大肠杆菌O157:H7(EC)、鼠伤寒沙门氏菌(ST)及金黄色葡萄球菌(SA)以后,EC和ST分别经46 d、34 d处理被全部灭活,SA经6 d处理,浓度下降到1.92.6 log100 CFU·g-1,但不能被全部灭活,病原菌的灭活效率呈现EC=ST>SA的趋势,且黑水虻体内无EC、ST或SA残留。厨余降解过程中,环境pH值以酸性(4.05.3)为主,对抑制EC、ST和SA起到了促进作用。黑水虻对于EC和ST能够产生自身免疫因子,且抑制能力ST>EC,但对SA无免疫抑制作用,SA的灭活主要依赖于黑水虻肠道菌群的竞争性抑制。18 d后EC组、ST组和SA组的厨余减量化率分别达到74.0%、79.1%和78.5%,生物转化率分别达到13.0%、13.2%、19.4%,不受EC、ST或SA存在的影响。(3)调节餐厨初始pH值(5.3、6.0、8.0、10.0和12.0),探究黑水虻处理过程中对EC的灭活潜力,发现EC在处理后的26天内被清除,幼虫均未被病原体污染。在所有pH条件下生活的幼虫均对EC产生了体液抗菌活性,增强了肠道菌群的作用,而pH8条件下显示出最高的幼虫免疫活性。18 d后,厨余垃圾减量化率52%80%,而pH12高碱性条件会抑制厨余的分解。说明在厨余处理中,黑水虻幼虫可以快速消灭EC。考虑到厨余降解与病原菌灭活效果,初始pH 8.0可能比其他条件更为理想。
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