我系在残留抗生素环境影响研究领域取得新进展

近日，我系胡真虎教授科课题组在养殖废水中残留抗生素环境影响研究领域取得了新进展。相关研究成果以“Response of anaerobic granular sludge to long-term loading of roxarsone: From macro- to micro-scale perspective”为题发表在环境领域著名学术期刊Water Research上。该研究成果揭示了残留有机砷对厌氧处理系统的影响及其机制。

在畜禽养殖过程中，有机砷类抗生素饲料添加剂常被用来促进动物生长和防治疾病，绝大部分有机砷进入养殖废弃物和废水中，并进一步转化为无机砷。厌氧消化是养殖废水主要处理方法，残留有机砷可能影响厌氧处理系统稳定性，进而影响废水处理系统的稳定运行。

针对这一问题，胡真虎教授课题组开展了为期420天的实验，采用多种分析测试手段，从反应器宏观表现到厌氧颗粒污泥的微观结构变化，深入解析了厌氧颗粒污泥对有机砷的长期响应。研究发现，低浓度有机砷对厌氧颗粒污泥中微生物具有毒性，抑制产甲烷活性，而厌氧颗粒污泥通过减小颗粒粒径、形成胞外聚合物等方式逐渐抵御有机砷的毒性，恢复产甲烷活性。课题组进一步剖析了厌氧颗粒污泥的理化特性、微观结构和微生物群落在此过程中的变化，揭示了残留有机砷对厌氧处理系统的影响机制，加深了对养殖废水厌氧处理系统稳定运行的理解。

近年来，针对养殖废弃物中残留抗生素、抗生素抗性基因、病原微生物等生物安全以及氮磷的营养元素污染问题，胡真虎教授课题组开展了系列研究，并进行了相关技术的实际工程示范。冠状病毒疫情和非洲猪瘟疫病进一步凸显了养殖废水生物安全处置和污染控制的重要性。相关研究得到了国家重点研发计划、国家水污染控制专项、国家自然基金面上和海外合作项目、以及安徽省重大科技专项等项目的资助。

唐睿博士为该论文的第一作者，胡真虎教授为通讯作者，合肥工业大学为论文的第一和通讯作者单位，澳大利亚CSIRO Land and Water为论文合作单位。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117599

图1  第20天、第270天和第420天厌氧颗粒污泥的激光共聚焦显微镜图像：

（a）对照组；（b）添加有机砷组