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生物强化粪污堆肥中重金属-抗生素复合污染和抗性基因变化规律

重金属-抗生素复合污染；养殖粪污堆肥；生物强化；污染物降解转化；抗性基因

养殖业生产中大量使用金属添加剂和抗生素以促进牲畜生长、防治感染疾病，绝大部分的重金属和抗生素难以经动物机体代谢而排除体外。受污染畜禽粪便在农业环境中作为有机肥大量施用，带来严峻的农田土壤复合污染挑战，引发的抗性基因富集更引起广泛关注。团队前期中研发了基于促腐、保氮功能菌的微生物复合菌剂，研究了其在鸡粪、猪粪堆肥中的最适条件，并验证了其对堆肥进程的促进和对堆肥质量的提升作用。本研究中以重金属和抗生素复合污染猪粪为堆肥物料，研究其在复合菌剂强化下的堆肥过程，分析其间重金属形态迁移转化过程和抗生素降解效率，剖析群落结构演替和抗性水平消长趋势，以探讨生物强化下复合污染物和抗性基因变化规律。复合菌剂强化下，堆肥高温期有效延长，物料中氮素含量和C/N显著下降。与此同时，Zn、Cu、Cd等重金属有效态显著下降，四环素等抗生素残余量也较对照组显著降低。此外，生物强化下，物料群落结构较对照组发生显著变化，假单胞菌、芽胞杆菌、棒状杆菌等相对丰度较对照组显著提升，且copA、czcA等重金属抗性基因，tetC、tetG等抗生素抗性基因和可移动基因元件（intl1）也有明显增长。结果表明，生物强化堆肥在降解转化污染物的同时可有效调节微生物代谢，然而污染物消减钝化过程中，抗性基因特别是多重耐药基因呈显著富集态势，需要在未来研究中开展针对性调控，以消减抗性基因扩散风险。本研究为污染养殖废物堆肥处理和抗性基因水平转移行为研究提供新的理论基础和技术支撑。