天津市畜禽糞污處理工藝對抗生素抗性基因的去除效果

閆雷，丁工堯，楊鳳霞，阮蓉，韓秉君，支蘇麗*，張克強*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所，天津 300191；3.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134）

由于抗生素具有提高畜禽生長速度、預(yù)防和治療畜禽疾病的作用，因此其在畜禽養(yǎng)殖場中的使用較為廣泛，據(jù)專家統(tǒng)計，我國用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)方面的抗生素占全國抗生素總使用量的52%[1]。但大量與長期使用抗生素會增加畜禽腸道中耐藥菌的產(chǎn)生與累積，耐藥菌與糞便共同進(jìn)入環(huán)境，使畜禽糞便成為環(huán)境中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）的重要來源[2]。此外，由于ARGs 不僅在垂直轉(zhuǎn)移方式上可親代傳遞，其還具有水平轉(zhuǎn)移的能力，可在養(yǎng)殖場周邊的環(huán)境介質(zhì)微生物中傳播和擴(kuò)散[3]，甚至?xí)U(kuò)散到致使人類患病的細(xì)菌中，從而威脅到人類健康[4]。已有很多學(xué)者對不同畜禽養(yǎng)殖場及周邊環(huán)境中ARGs 的污染狀況進(jìn)行了研究，研究主要集中在畜禽養(yǎng)殖場糞便、污水以及糞肥還田后土壤中ARGs 的污染豐度和種類方面。例如，閆書海[5]對浙江和杭州不同規(guī)模養(yǎng)殖場（豬、雞和鴨）的糞便和污水中2 類典型ARGs 進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)四環(huán)素類的tetA、tetG、tetM、tetO、tetQ、tetW 與磺胺類的sul1、sul2 在所有樣品中均有檢出，且磺胺類ARGs 的相對豐度普遍高于四環(huán)素類；彭晶等[6]在施糞肥后的土壤中檢出了大環(huán)內(nèi)酯類中的erm35、ermB、ermT、ermX、ermF 和erm36，其中豐度最高和最低的分別為ermB 和erm36；MCKINNEY等[7]在豬場和雞場氧化塘沉積物中檢測出磺胺類ARGs（sul1 和sul2）和四環(huán)素類 ARGs（tetO 和tetW），且含量為豬場高于雞場；YUAN 等[8]在武漢畜禽養(yǎng)殖場的廢水中檢測到了四環(huán)素類tetA、磺胺類sul1 以及喹諾酮類oqxB 等常見的ARGs。

綜上所述，目前國內(nèi)外研究主要聚焦于ARGs 的污染水平和種類等污染特征分析。然而，隨著集約化養(yǎng)殖場的發(fā)展和在環(huán)保要求下，畜禽養(yǎng)殖場采用的不同糞污處理工藝，糞污中污染物的轉(zhuǎn)歸和降解日益受到重視，但是這些糞污處理工藝對ARGs 的去除效果仍不太清楚，尤其是完全針對畜禽養(yǎng)殖場糞便和污水不同處理工藝中ARGs 的賦存規(guī)律與去除效果的研究十分有限。因此，本文以天津市豬場、牛場、雞場中典型糞污處理工藝為研究對象，研究目的：（1）分析不同畜禽養(yǎng)殖場新鮮糞污中ARGs 的總體污染特征；（2）探討不同養(yǎng)殖場污水處理工藝對ARGs 的總體去除效果，以及不同處理單元中ARGs 的賦存規(guī)律；（3）比較不同糞便處理工藝對ARGs 的去除效果，以及關(guān)鍵環(huán)節(jié)中ARGs 的賦存規(guī)律。從而為控制我國畜禽養(yǎng)殖場中ARGs 污染與減少周邊環(huán)境耐藥性傳播提供科學(xué)依據(jù)，為養(yǎng)殖場糞污中ARGs 的消減提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 養(yǎng)殖場的基本信息

本次試驗選取天津市具有較為常見、通用和完整的糞污處理工藝的3 類畜禽養(yǎng)殖場為研究對象，其中牛場糞便的處理方式主要是堆肥和滅菌晾曬作墊料，兩者基本原理均為好氧發(fā)酵，區(qū)別主要是滅菌作墊料處理是為了保護(hù)牛的健康增加滅菌流程；雞場糞便的處理方式為堆肥；豬場使用異位發(fā)酵床對畜禽糞便進(jìn)行處理，異位發(fā)酵床與堆肥基本原理均為好氧發(fā)酵，但異位發(fā)酵床中有芽孢桿菌、酵母菌和乳酸菌等多種菌株參與。牛場和豬場對污水的處理方式都主要以厭氧發(fā)酵為主。三家養(yǎng)殖場糞污處理工藝流程如圖1所示。

牛場，豬場和雞場的地理位置分別為39°14′29″N、117°34′12″E，39°21′31″N、117°46′01″E 和39°44′33″N、117°14′18″E；存欄量分別為2 000、1 500 頭和600 000 只；糞便日排放量分別為4 000、30 000 kg·d-1和60 000 kg·d-1，牛場和豬場污水日排放量分別為20 000 L·d-1和72 000 L·d-1。

1.2 樣品的采集、運輸和保存

試驗樣品采集于2019年7月上旬，采集的樣品為畜禽新鮮糞污，以及各處理單元中糞污，具體采樣點如圖1 所示。采集液體樣品時，均設(shè)置多點采集，然后混合均勻為1 份樣品，連續(xù)采樣3 d，作為每個采樣點的3 個平行樣品，共計27 個樣品（豬場12 個和牛場15 個）；固體樣品為多點采集并混合為均一樣品，不同采樣點采集3 個平行樣品，共計45 個樣品（豬場9個、牛場15 個和雞場21 個）。采集后的樣品放到含有冰袋的白色泡沫箱中，低溫儲存，5 h 內(nèi)送到實驗室-20 ℃的冰箱保存，等待處理。

1.3 樣品的預(yù)處理

固體樣品放入冷凍干燥機(jī)中去除水分，并將得到的干樣磨碎，混合，過2 mm 的網(wǎng)篩，液體樣品過5μm濾膜以去除漂浮的雜質(zhì)。在提取DNA 前，將樣品于-20 ℃冷凍儲存。

1.4 基因組DNA的提取與PCR反應(yīng)

試驗使用的Fast DNA SPIN Kit for soil 試劑盒購買于美國MP Biomedicals 生物醫(yī)藥公司，對樣品DNA的提取嚴(yán)格遵守試劑盒的操作指南，提取出DNA 的純度采用超微量紫外可見分光光度計檢測。以目標(biāo)DNA 模板進(jìn)行 PCR 檢測，PCR 反應(yīng)體系為 25 μL，包括12.5 μL 2×EasyTaq PCR SuperMix（0.1 U·μL-1Taq DNA Polymerase、2×PCR buffer、3 mmol·L-1MgCl2和0.4 mmol·L-1dNTPs），前后端引物各0.5 μL（10 μmol·L-1），0.5 μL DNA 模板和 11 μL ddH2O。反應(yīng)條件：95 ℃預(yù)變性 5 min，95 ℃變性 30 s，退火 30 s 后，72 ℃延伸30 s，共35 個循環(huán)。基因引物的詳細(xì)信息如表1所示。反應(yīng)結(jié)束后，采用DNA 凝膠電泳檢測，觀察條帶是否有目的基因存在。

表1 PCR引物的詳細(xì)信息Table 1 The detail information of PCR primer

1.5 實時熒光定量（qPCR）檢測

試驗檢測目標(biāo)包含四環(huán)素類（tetX、tetW、tetQ、tetO 和tetL）、磺胺類（sul1 和sul2）、大環(huán)內(nèi)酯類（ermB和ermC）、喹諾酮類（oqxB、qnrB 和qnrS）、鏈霉素類（strA）抗性基因以及基因元件intI1，PCR 引物的詳細(xì)信息如表 1 所示。qPCR 的反應(yīng)體系為 20 μL：TB Green Premix Ex Taq 10.0 μL、前后端引物各0.4 μL、ROX Reference DyeⅡ0.4 μL、ddH2O 6.8 μL 和DNA 模板（已稀釋10 倍）2 μL（對照以ddH2O 為模板），3 個平行，用7500 實時熒光定量PCR 儀（Applied Biosystems美國）進(jìn)行實時qPCR 檢測。qPCR 擴(kuò)增過程：95 ℃預(yù)變性 30 s，95 ℃變性 5 s，60 ℃退火 34 s，40 個循環(huán)。在60~95 ℃之間進(jìn)行熔點曲線分析，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線[9]計算出目標(biāo)基因的拷貝數(shù)，隨后計算出目的基因的相對豐度（ARGs 拷貝數(shù)/16S rRNA 基因拷貝數(shù)）。抗性基因去除率計算公式：

式中：j表示特定的基因為基因j處理前的相對豐度為基因j處理后的相對豐度。

1.6 數(shù)據(jù)分析

相對豐度、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和lg 值在Excel 2007中計算；使用R 軟件的Pheatmap 制作熱圖；堆積柱狀圖使用Origin2017繪制；采樣流程圖使用Word繪制。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同畜禽養(yǎng)殖場原始糞污中ARGs的污染特征

新鮮糞污中ARGs 的豐度和種類如圖2 所示，13種ARGs 與intI1 在被檢測樣品中全部檢出，這表明目標(biāo)ARGs 在畜禽養(yǎng)殖場糞污中普遍存在。值得注意的是，在養(yǎng)殖場糞污的5 類ARGs 中，喹諾酮類ARGs的相對豐度最低，為10-7~10-5，四環(huán)素類和磺胺類ARGs 的相對豐度普遍較高，分別為10-4~10-1和10-4~10-2，其原因可能是養(yǎng)殖場糞污中四環(huán)素和磺胺類抗生素殘留水平較高。例如，阮蓉等[18]在檢測天津市20家牛場、豬場和雞場糞污中的抗生素殘留情況后，發(fā)現(xiàn)3 種畜禽養(yǎng)殖場中四環(huán)素類抗生素污染水平較高，這可能是導(dǎo)致四環(huán)素類ARGs 污染水平較高的原因。對于不同畜禽糞便，3 個畜種養(yǎng)殖場糞便中ARGs 的污染特征有較大差異，雞場和豬場糞便中大環(huán)內(nèi)酯類ARGs 的相對豐度（10-4~10-2）明顯高于牛場（10-6~10-5）；雞場和牛場中磺胺類ARGs 的相對豐度（4.85×10-4~1.36×10-3）低于豬場（1.36×10-3~3.63×10-3）。此外，雞場和豬場糞便中目標(biāo)四環(huán)素類ARGs 的相對豐度普遍較高（10-4~10-1），這與鄒威等[19]對華北地區(qū)雞場和豬場糞便中ARGs 的相對豐度比較后的結(jié)果相似，這可能與四環(huán)素類抗生素使用量大以及該類ARGs較高的水平擴(kuò)散能力有關(guān)。豬場和牛場污水中ARGs 的污染特征如圖 2 中 PW 和 CW 所示，除喹諾酮類外，其他類ARGs 污染水平普遍較高，這說明養(yǎng)殖污水同樣是ARGs 的儲存庫。值得注意的是，豬場污水中四環(huán)素類、磺胺類和大環(huán)內(nèi)酯類ARGs 的相對豐度（10-3~10-2）明顯高于牛場的（10-6~10-4），這與ZHANG 等[20]對豬場和牛場污水中ARGs 豐度的對比結(jié)果一致。

2.2 豬場和牛場污水處理工藝對ARGs的去除效果

2.2.1 豬場污水中ARGs的去除效果

豬場污水各處理單元中13 種ARGs 和基因元件intI1 的相對豐度如圖3（A）所示，除在氧化塘中未檢出qnrB 外，其余ARGs 均在所有處理單元中檢出。5類目標(biāo)ARGs 中，喹諾酮類ARGs 的相對豐度最低，為4.31×10-7~9.61×10-5，其余 ARGs 的相對豐度普遍較高，其中四環(huán)素類 ARGs 中tetO 和tetL（10-3~10-2）普遍高于tetX 和tetQ（10-4~10-3），大環(huán)內(nèi)酯類ermB 的相對豐度（10-3~10-2）普遍高于ermC（10-4~10-2）。

表2 為豬場污水中13 種ARGs 及基因元件intI1在各處理單元中的去除效果和總?cè)コЧ?。首先分析豬場污水處理系統(tǒng)對ARGs 的總體去除情況，其中tetX、tetW、tetQ、tetO、tetL、ermC、ermB 和sul1 總體呈現(xiàn)正去除效果，相對豐度（lg 值）下降了0.06（tetO）~1.53（tetW），而sul2、qnrS、qnrB、oqxB 和strA 的相對豐度（lg值）上升了 0.03（strA）~1.19（qnrB）。CHEN 等[21]發(fā)現(xiàn)厭氧發(fā)酵處理對江蘇省豬場污水中四環(huán)素類tetW、tetQ、tetO 與大環(huán)內(nèi)酯類ermC、ermB 有良好的去除效果，同時未能有效去除喹諾酮類qnrS、oqxB 與磺胺類sul1、sul2，與本試驗的結(jié)果一致。intI1 相對豐度（lg值）增加了0.09。此外，不同處理單元對ARGs的去除效果不同，ARGs 去除效果最好的主要集中在厭氧發(fā)酵池和貯存池，其中貯存池為該處理工藝的最后一環(huán)，污水儲存的時間較長，可繼續(xù)進(jìn)行厭氧或兼性厭氧等發(fā)酵反應(yīng)，此外，污水中微生物群落的變化，同樣可能對ARGs 產(chǎn)生一定的降解作用。tetX、tetW、tetQ、tetO、sul1、ermC 和ermB 在厭氧發(fā)酵單元中降低較多，其中tetW 的去除效果最好，相對豐度（lg 值）下降了1.12；tetQ、sul2、qnrS、oqxB 和ermC 的相對豐度在貯存池單元中下降較多，其中sul2 和oqxB 的去除效果最好，相對豐度（lg值）均下降了0.59。

表2 豬場污水中ARGs在不同處理單元中的去除效果（lg值）Table 2 Removal effect of ARGs in pig farm sewage in different treatment units（lgs）

2.2.2 牛場污水中ARGs的去除效果

如圖 3（B）所示，在對牛場污水中 13 種 ARGs 及基因元件intI1 檢測后發(fā)現(xiàn)，除了oqxB 和ermB 外，其余目標(biāo)ARGs 在所有處理單元中均有檢出，其中磺胺類ARGs 相對豐度最高，為6.83×10-4~1.73×10-2；喹諾酮類ARGs 相對豐度最低，為3.92×10-7~2.45×10-6，此外，四環(huán)素類 ARGs 中tetX、tetW、tetQ 和tetO（10-4~10-3）的相對豐度高于tetL（10-5~10-3），大環(huán)內(nèi)酯類ermB（10-4）的相對豐度高于ermC（10-6）。

表3 為牛場廢水中13 種ARGs 及基因元件intI1在各處理單元中的去除效果和總?cè)コЧ渲衪etX、tetW、tetQ、tetO、tetL 和ermC 總體呈現(xiàn)正去除效果，相對豐度（lg 值）降低了0.002（tetX）~2.09（tetL）；其余ARGs 均表現(xiàn)出富集現(xiàn)象，其中相對豐度升高最多的為qnrS 和qnrB，lg 值均升高了0.76，這可能與這幾種ARGs 的宿主微生物在不同環(huán)境條件下具有較強的生存能力有關(guān)。此外，ARGs 在調(diào)節(jié)池單元中的去除效果優(yōu)于其他處理單元，tetX、tetW、tetQ、te?tO、sul2、qnrB 和strA 在該處理單元中相對豐度均呈現(xiàn)下降趨勢，其 lg 值下降了 0.22（sul2）~0.63（tetQ）。分離池中 ARGs 去除效果最差，13 種 ARGs 中有 9 種（除qnrB 和qnrS 外）出現(xiàn)富集現(xiàn)象，其中tetO 的相對豐度增加最多（0.72），另外在該單元中，基因元件intI1 雖有所去除，但相對豐度（lg值）僅下降了0.01。

表3 牛場污水中ARGs在不同處理單元中的去除效果（lg值）Table 3 Removal effect of ARGs in cattle farm sewage in different treatment units（lgs）

綜上所述，畜禽養(yǎng)殖污水處理各單元中ARGs 普遍存在，豬場污水中ARGs 的檢出率為97%，牛場污水中的檢出率為95%。豬場和牛場污水處理工藝對ARGs 的去除效果有較大差異，豬場污水在厭氧發(fā)酵后，8種ARGs的相對豐度下降，lg值平均下降了0.81；牛場污水中6 種ARGs 的相對豐度下降，lg 值平均下降了0.57，值得注意的是，豬場和牛場的污水處理工藝對5 種四環(huán)素類ARGs 均呈現(xiàn)正去除效果，下降最多的為tetL（2.09）；此外，豬場污水工藝對tetX、tetW、tetQ、sul1、ermC 和ermB 的去除效果優(yōu)于牛場處理工藝，而對tetO 和tetL 去除能力，則是牛場優(yōu)于豬場。

2.3 豬場、牛場和雞場糞便處理工藝對ARGs 的去除效果

2.3.1 豬場糞便處理工藝對ARGs的去除效果

圖4（A）為豬場糞便處理工藝各單元中ARGs 的污染情況及賦存規(guī)律。13 種ARGs 及基因元件intI1中，除了部分樣品中喹諾酮類qnrS、qnrB 和oqxB 未檢出外，其他目標(biāo)ARGs均有檢出，其中tetO相對豐度最高，為2.42×10-3~1.17×10-1，qnrB 的相對豐度最低，為6.02×10-6~1.68×10-3，此外，sul1、sul2、strA 和intI1 在不同處理單元中的相對豐度的數(shù)量級沒有變化。

經(jīng)過糞便處理工藝后，13種目標(biāo)ARGs 以及基因元件intI1 的去除效果見表4。結(jié)果表明，處理后的糞便與原始糞便相比，13種目標(biāo)ARGs以及intI1的相對豐度普遍降低，只有tetX、sul1 和sul2 出現(xiàn)富集現(xiàn)象，其中tetX 的富集現(xiàn)象最為明顯，相對豐度的lg值升高了1.08，該工藝對其余4 種四環(huán)素類ARGs 有良好的去除效果，相對豐度（lg 值）下降了1.57（tetL）~1.93（tetQ），此外該工藝對糞便中大環(huán)內(nèi)酯類ermC和ermB的去除效果有較大差異，對ermC 的去除效果優(yōu)于ermB，基因元件intI1 雖為正去除，但相對豐度（lg 值）僅下降了0.04。GUO 等[22]發(fā)現(xiàn)在豬糞堆肥后，其中四環(huán)素類ARGs和大環(huán)內(nèi)酯類ARGs的豐度會降低，其中tetW和ermC的豐度減少90%以上；TAO等[23]對豬場常溫堆肥的研究發(fā)現(xiàn)，在完成堆肥后磺胺類sul1 和sul2的豐度（lg值）上升1.11~2.49，ZHANG等[24]在研究豬糞堆肥樣品時也得出了類似結(jié)果。

表4 豬場糞便中ARGs在各處理單元中的去除效果（lg值）Table 4 Removal effect of ARGs in pig feces in each treatment units（lgs）

2.3.2 牛場糞便處理工藝對ARGs的去除效果

經(jīng)過處理工藝后，牛場糞便中ARGs 相對豐度的變化如圖4（B）所示。在不同處理單元中，磺胺類sul1和sul2 的相對豐度最高，為1.51×10-3~4.42×10-2，喹諾酮類qnrS、qnrB 和oqxB 的相對豐度最低，為 1.68×10-6~3.21×10-5。同類型ARGs 的相對豐度存在較大差異，四環(huán)素類tetX、tetW 和tetL（10-4~10-3）的相對豐度 高 于tetO 和tetQ（10-6~10-3），大 環(huán) 內(nèi) 酯 類ermB（10-4~10-2）高于ermC（10-5~10-6），此外，鏈霉素類strA和基因元件intI1 在整個糞便處理過程中相對豐度的數(shù)量級沒有變化，分別為10-3和10-4。

牛場糞便中13 種目標(biāo)ARGs 以及基因元件intI1的去除效果如表5 所示。通過比較兩種處理手段下ARGs的去除效果發(fā)現(xiàn)，牛場糞便在經(jīng)過堆肥處理后，13 種 ARGs 中有 9 種的相對豐度（lg 值）下降了 0.02（oqxB）~3.05（tetQ）；4 種的相對豐度（lg 值）上升了0.01（sul1）~0.63（ermC）；intI1 的相對豐度（lg 值）下降了0.42。而糞便在經(jīng)過無菌晾曬處理后，有5 種ARGs的含量降低，相對豐度（lg值）下降了0.39（tetX）~2.52（ermB）；7 種相對豐度（lg 值）上升了0.06（ermC）~1.04（tetL）；intI1的相對豐度（lg值）升高了0.09，值得注意的是，牛糞在經(jīng)過滅菌處理后，部分ARGs 出現(xiàn)富集現(xiàn)象，其原因可能是高溫滅菌處理（50~60 ℃）雖然可以消除部分致病菌，但是也可能會促進(jìn)部分細(xì)菌增殖，從而造成耐藥基因豐度升高?？傮w而言，相對于晾曬處理，堆肥處理可能對牛糞中ARGs 有更好的去除效果。此外，在堆肥處理后，5 種目標(biāo)四環(huán)素類ARGs豐度降低趨勢明顯，lg值下降了0.35~3.05，這與DIEHL 等[25]對牛場堆肥發(fā)酵的結(jié)果一致，表明堆肥發(fā)酵處理可能對大部分四環(huán)素類ARGs 有較好的去除效果；磺胺類ARGs 和喹諾酮類ARGs 的去除效果不理想；大環(huán)內(nèi)酯類ermB 表現(xiàn)出正去除效果，相對豐度（lg 值）下降了0.97，這與彭晶等[26]對牛糞堆肥后大環(huán)內(nèi)酯類ARGs 豐度變化的研究結(jié)果不一致，這可能與牛糞堆肥原料、堆肥環(huán)境以及微生物群落組成的差異有關(guān)。

表5 牛場糞便中ARGs在各處理單元中的去除效果（lg值）Table 5 Removal effect of ARGs in cattle feces in each treatment unit（lgs）

2.3.3 堆肥處理對雞糞中ARGs的去除效果

隨時間變化，好氧堆肥后雞糞中ARGs 相對豐度的變化規(guī)律及污染特征如圖4（C）所示。在13 種ARGs 中，喹諾酮類ARGs 的含量最低，相對豐度為3.72×10-7~5.04×10-5，其余目標(biāo)ARGs的相對豐度均在10-5以上，其中同類ARGs 的含量也有差異，磺胺類的相對豐度sul2（10-4~10-2）高于sul1（10-4~10-3），大環(huán)內(nèi)酯類的相對豐度ermB（10-4~10-2）高于ermC（10-4~10-3），此外基因元件intI1 的相對豐度為 4.14×10-5~7.21×10-4。

不同堆肥時間下，糞便中ARGs 的相對豐度變化如表6 所示。在 13 種目標(biāo) ARGs 中，tetW、tetQ、tetO、qnrS、oqxB、ermB和strA的相對豐度（lg值）下降了0.27（oqxB）~2.85（tetO），而tetX、tetL、sul1、sul2 和ermC 出現(xiàn)富集現(xiàn)象，相對豐度（lg 值）上升了0.03（tetX）~1.52（sul2），這說明堆肥可能成為了部分ARGs 含量增加的良好反應(yīng)器。就去除不同種類ARGs 而言，好氧堆肥對四環(huán)素類ARGs 的去除效果高于其余ARGs，其中tetW、tetQ和tetO的去除效果最好，相對豐度（lg值）下降了1.20~2.85；磺胺類sul1 和sul2 呈現(xiàn)負(fù)去除效果，相對豐度（lg 值）上升了0.96 和1.52；大環(huán)內(nèi)酯類ARGs 的去除效果有明顯差異，其中ermC 出現(xiàn)富集現(xiàn)象，相對豐度（lg 值）升高了1.43，而ermB 的相對豐度（lg 值）下降了1.83。LI 等[27]在對堆肥26 d 后的雞糞檢測中發(fā)現(xiàn)，tetW 和ermB 等四環(huán)素類與大環(huán)內(nèi)酯類ARGs 的相對豐度降低，磺胺類sul1 的相對豐度升高了7.5 倍，與本試驗ARGs 的相對豐度的變化相似。此外，基因元件intI1 的相對豐度（lg 值）上升了1.24，SELVAM 等[28]研究了高溫條件下雞糞堆肥后ARGs 的變化，發(fā)現(xiàn)intI1 明顯增值，與本試驗的結(jié)果一致。值得注意的是，不同堆肥時間，糞便中ARGs 的相對豐度呈現(xiàn)波動式變化，第2 d，目標(biāo)ARGs 整體呈現(xiàn)下降趨勢，第4 d ARGs 整體出現(xiàn)富集現(xiàn)象，其中ermB 的相對豐度升高最多，第8 d 所有ARGs 和intI1 的相對豐度均下降，而第16 d ARGs以及intI1 的相對豐度（lg 值）上升了0.14~1.03。在堆肥過程中，ARGs 的相對豐度出現(xiàn)上下波動現(xiàn)象，這可能是由于不同堆肥時期的微生物群落變化的原因[29]。

表6 雞場糞便中ARGs在堆肥處理中的去除效果（lg值）Table 6 Removal effect of ARGs in chicken feces during composting（lgs）

綜上所述，3 種養(yǎng)殖場處理工藝對畜禽糞便中ARGs 的去除效果有較大差異，但總體對ARGs 表現(xiàn)出良好的去除效果，均可以有效去除四環(huán)素類ARGs和大環(huán)內(nèi)酯類ermB，但無法有效去除磺胺類ARGs 和大環(huán)內(nèi)酯類ermC。值得注意的是，豬場糞便在經(jīng)過異位發(fā)酵床處理后，10 種ARGs 的相對豐度（lg 值）平均下降了1.11；牛場糞便在堆肥后，9 種ARGs 的相對豐度（lg 值）平均下降了0.83，在滅菌作墊料后，5 種ARGs的相對豐度（lg 值）平均下降了1.12；雞場糞便堆肥后，8種ARGs的相對豐度（lg值）平均下降了1.32。

3 結(jié)論

（1）畜禽養(yǎng)殖場糞便和污水中抗生素抗性基因普遍存在（10-7~10-1），但不同畜禽養(yǎng)殖場糞便中ARGs的污染程度存在差異，豬場污水中ARGs 的污染水平普遍高于牛場。

（2）經(jīng)過不同污水處理單元后，豬場和牛場對四環(huán)素類ARGs 的去除效果相對較好，且相對于牛場，豬場污水處理工藝對ARGs 有更強的去除效果；厭氧發(fā)酵單元、貯存池單元和調(diào)節(jié)池單元可能對ARGs 去除起到較大作用。

（3）3 種養(yǎng)殖場的糞便處理工藝對四環(huán)素類ARGs 的去除效果較好，對磺胺類ARGs 的去除效果較差。