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兽药残留是影响厌氧消化系统对猪场污水处理效果的重要因素之一。本文以磺胺二甲嘧啶、金霉素和泰乐菌素为研究对象,采用模型厌氧消化系统研究了不同浓度下经猪体内代谢后含兽药猪粪和空白猪粪+兽药原形对厌氧消化系统的影响。本文所得结果对于养猪业中兽药的安全应用、兽药残留生态毒理学效应的合理评价等方面将起重要作用。
猪粪收集试验选取156头34kg左右的长大二元杂母猪进行,分成4组,每组设3个重复,每个重复13头猪。空白对照组饲粮中不添加任何抗生素,其余3组分别在猪饲粮中添加金霉素、磺胺二甲嘧啶和泰乐菌素,其中金霉素的添加量为75g/t饲料,磺胺二甲嘧啶的添加量为0.2g/d·kg体重(首次量加倍),泰乐菌素的的添加量为100g/t饲料。分用药期和休药期收集猪粪,经检测兽药浓度后用于厌氧消化试验。
厌氧消化试验在有效容积为1000mL的模型厌氧消化系统中进行,恒温20℃,动态进出样。试验期28天,其中前7天为加药期,后21天为停药期。定期检测厌氧消化系统产甲烷量、兽药浓度以及沼液pH、TN、TP、NH4+-N、COD等指标。试验依据兽药的种类分组进行,分别为磺胺二甲嘧啶组、金霉素组和泰乐菌素组。每种兽药设1个空白对照组,4个试验组。试验组依据兽药的加入方式不同分2种处理,分别为经动物体内代谢后含兽药猪粪组和空白猪粪+同浓度兽药原形组,每种处理设2个浓度水平,其中所加入猪粪中磺胺二甲嘧啶的浓度分别为2.38mg/g和1.24mg/g,金霉素的浓度分别为0.55mg/g和0.22mg/g,泰乐菌素的浓度分别为12.96μg/g和7.42μg/g。
主要研究结果如下:
1、按规定在猪饲粮中分别添加磺胺二甲嘧啶、金霉素和泰乐菌素后,用药期猪粪中磺胺二甲嘧啶残留的峰浓度和平均浓度分别为2.63mg/g、1.24mg/g,休药期猪粪中磺胺二甲嘧啶浓度下降较快,但直到15天休药期结束时,猪粪中磺胺二甲嘧啶残留浓度仍保持在4μg/g猪粪以上;用药期猪粪中金霉素残留的峰浓度和平均浓度分别为0.55mg/g、0.31mg/g,休药期猪粪中金霉素浓度下降很快,在7天休药期结束时猪粪中已检不出金霉素残留;用药期猪粪中泰乐菌素残留的峰浓度和平均浓度分别为36.14μg/g, 21.49μg/g,休药期猪粪中泰乐菌素浓度很快下降,但7天休药期结束时猪粪中泰乐菌素的浓度仍维持在7μg/g猪粪左右。
2、在厌氧消化系统中加入经猪体内代谢后的含兽药猪粪,系统中磺胺二甲嘧啶的降解速度显著低于在系统中加入空白猪粪+磺胺二甲嘧啶原形;而且这种作用存在剂量效应,浓度为2.38mg/g的试验组系统中磺胺二甲嘧啶降解速度显著低于浓度为1.24mg/g的试验组。在试验浓度条件下,在厌氧消化系统中加入经猪体内代谢后的含药猪粪以及加入空白猪粪+磺胺二甲嘧啶原形对系统产甲烷量、沼液pH、TN、COD、有机质和沼渣TP、TN、有机质等指标没有显著影响。加入空白猪粪+磺胺二甲嘧啶原形可以显著提高加药期厌氧消化系统pH值;在系统中加入经猪体内代谢后的含磺胺二甲嘧啶的猪粪时,可以显著提高加药期厌氧消化系统NH4+-N含量,而且这种影响存在剂量效应;在加药期结束时,加入经体内代谢后含磺胺二甲嘧啶猪粪的试验组沼渣TP含量显著降低,但这种作用不存在剂量效应。
3、在厌氧消化系统中加入经体内代谢后含金霉素0.55mg/g的猪粪时,加药期系统中金霉素的降解速度比在系统中加入空白猪+金霉素原形的速度快,但金霉素浓度为0.22mg/g的试验组无此效应。加入金霉素浓度为0.55mg/g的试验组在停药期第4天、金霉素浓度不0.22mg/g的试验组在停药期第2天,厌氧消化系统中已检测不出金霉素残留。在试验浓度条件下,在厌氧消化系统中加入经体内代谢后含金霉素的猪粪或加入空白猪粪+金霉素原形,不会影响厌氧系统产甲烷量、沼液pH、TP、COD、沼渣TN、TP、有机质等指标的变化;加入浓度为0.55mg/g的经体内代谢后含金霉素猪粪对厌氧消化系统中TN的转化有抑制作用,但金霉素含量为0.22mg/g时,无论是否经体内代谢,都不会影响厌氧消化系统中TN的转化;加入经体内代谢后的金霉素厌氧消化系统中NH4+-N的含量显著升高,而且这种作用存在剂量效应,在系统中加入空白猪粪+金霉素原形组则无此作用。
4、在厌氧消化系统中连续7天加入含泰乐菌素浓度为12.96μg/g和7.42μg/g的猪粪时,加药期和停药期均未在厌氧消化系统中检测到泰乐菌素原形。在试验浓度条件下,在厌氧消化系统中添加经体内代谢后的含泰乐菌素的猪粪或加入空白猪粪+泰乐菌素原形,对系统沼液中pH、TN、TP、COD、沼渣TN、TP、有机质等指标没有显著影响;在系统中加入泰乐菌素的试验组,系统产甲烷量比空白对照组平均提高了24.64%;与加入空白猪粪+泰乐菌素原形相比,在厌氧消化系统中加入经过体内代谢后的含泰乐菌素的猪粪时,系统中NH4+-N的含量显著升高,但这种作用在试验浓度条件下不存在剂量效应。