抗生素菌渣污染现状及处理

我国抗生素菌渣污染现状及处理对策

环境工程闫浩2011050296

1、前言

抗生素生产过程中产生的固体废弃物为菌渣，其主要成分是抗生素产生菌的菌丝体、未利用完的培养基、发酵过程中产生的代谢产物、培养基的降解物以及少量的抗生素等。抗生素发酵废菌渣中，由于有残留的培养基和少量的抗生素及其降解物，对生态环境存在着潜在的危害性，已被国际社会视为抗生素生产的主要公害之一，这也是世界上一些发达国家抗生素原料药生产纷纷下马，而将其转入第三世界国家生产的主要原因。同时由于菌渣有机质含量较高，可引起二次发酵，颜色变黑，产生恶臭味，严重影响环境，因而长期以来，人们一直在积极寻求一种经济、高效且处理量大的治污方法。目前，国内有数家单位开展了抗生素菌渣用作高蛋白饲料及有机肥料的研究，均获得了较为满意的效果。但是，菌渣中残留的少量抗生素及其降解产物会在动物体内富集，进而可影响到人类本身产生耐药性，因而使菌渣用作动物饲料的可能性遭到质疑。2002年2月，农业部、卫生部、国家药品监督管理局第176号公告，把抗生素菌渣列为禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录中。

2、污染现状

一般发酵液固体含量大约20％，100m3 发酵液大约形成30~40 m3菌渣，由于发酵过程的连续性，每天都有放罐的批次，产生大量的菌渣。据有关资料统计，一个中等规模的抗菌素工厂，年产的菌渣大约6万吨左右，我国年排放量约为100万吨以上。抗生素菌渣含有一定量的抗生素残留而被国家有关部门列为危险废弃物，不合理的处理方法极易造成环境污染和生态危害，同时也会造成资源浪费。其中，抗生素菌渣对环境的污染主要体现在残留抗生素对环境的影响。

2.1 对环境生态系统的影响

抗生素发酵废菌渣中，由于有残留的培养基和少量的抗生素及其降解物，对生态环境存在着潜在的危害性，已被国际社会视为抗生素生产的主要公害之一。环境生态系统是由不同种属的生物群类以食物链的形式组成的生物系统。大多抗生素都有很广的抗菌谱，会杀死环境中的某些种属和群类的微生物或抑制某些微生物的生长、繁衍，破坏环境中固有的生态平衡，进而影响整个食物链和人类。

2.1.1 对环境中微生物的影响

张跃华等研究发现，125mg/g的阿维菌素会明显抑制土壤微生物的种群数量和细菌、真菌、放线菌的生长速度。

2.1.2 对水生生物和昆虫的影响

Wollenberger等研究发现，喳乙醇对大型蚤有很强的急性毒性，并对水环境有潜在不良影响。同时，水蚤和鱼对大环内醋类药物比较敏感，蓝绿藻细菌对很多抗微生物药物敏感。另外，阿维菌素、美倍霉素和伊维菌素在环境中的滞留，会对周围昆虫产生强大的抑制或杀灭作用。伊维菌素可使粪虫成虫繁殖能力下降，幼虫发育受阻，对金龟子的影响可达排泄后的10d左右。

2.1.3 对植物生长发育的影响

抗生素随动物的排泄物和城市污水施入农田，对农田植物的生长发育产生影响。300- 900mg几的磺胺地索辛能明显抑制车前草、玉米等作物的生长，并在植物的根部和树叶富集，根部的浓度较高。土霉素和氯四环素可减少杂色豆植株的生节、鲜重，并影响其对钙、钾和镁的吸收。

2.1.4 对畜禽等食品动物和人类的影响

畜禽等食品动物长期低剂量摄入抗生素，会导致畜禽对抗生素产生耐药性，同时，抗生素在动物体内蓄积，导致动物食品肉、蛋、奶及内脏中产生抗生素残留。动物食品中的抗生素沿食物链传递到人，一方面会引起人群过敏反应，严重时引起人群食物中毒;部分药物还有致癌、致畸、致突变等作用，严重干扰人类各项生

理功能。另一方面，含有抗生素的动物食品会对人体肠道内正常菌群产生不良影响，破坏肠道内生态区系平衡，使致病菌大量繁殖，危害人类健康。同时，还会将动物中耐药菌传递给人类，威胁人类健康。

2.2 诱发和传播抗生素耐药菌

抗生素菌渣进入环境后，会诱发和传播大量耐药菌，水体和土壤等环境是耐药菌产生的重要场所。抗生素在地表水和河流等水体中会形成一个高浓度的区域，在这个区域内，即使不同类属的细菌相互接触亦能互相传递耐药基因。通过动物排泄物和城市废水的农田施用，土壤也成为一个耐药菌产生和传播的重要媒介。从青霉素的细菌抗性报道以来，不断有新的抗药性致病菌被发现。当前，由于抗生素的广泛使用使其在不同环境介质中均能进行迁移和转化，由其所诱导的抗性基因也因此具有很高的活性和迁移性，可在全球范围内进行迁移。尽管抗生素抗性基因在环境中的迁移、转化等环境行为目前尚不清楚，但已有相当多的证据证

明了抗生素的使用与其抗性基因之间存在相关性。越来越多的试验证明，环境致病菌耐药性的增加和扩散，将会对人类的公共健康构成潜在威胁。

3、处理对策

3.1 加大环保执法力度

1997年以来，国家对环境污染治理愈加重视，《环保法》已颁布，对抗生素发酵厂家副产物排放加以控制，从污染治理角度，督促其改变传统思维，变废为宝、化害为利

3.2 加强对抗生素菌渣利用的政策引导

国家药品监督管理局同饲料办联手，首先对抗生素生产厂家副产物摸底排队，对废渣开发项目给予政策性扶持，贴息贷款、免税等，鲁抗利用抗生素废渣生产饲料酵母项目已列入省经贸委的资源综合利用项目计划，免征所得税，这是一条好经验，在全国值得推广。

3.3 加大对抗生素菌渣利用的科技投入

有关大专院校科研单位，可协助企业进行资源综合开发利用，并从中获得经济、社会效益。

3.4 大力推广抗生素菌渣治理成功项目

鲁抗公司菌渣处理已走在了全国的前列，具有很好的推广价值。其科学利用成果，可在全国范围内有偿推广，使这一资源得到最大限度利用，取得巨大的环境、社会效益。

3.5 新技术的研发和推广

3.5.1 水煤浆技术的成熟及其工业化应用为菌渣的经济、有效、资源化处理提供了一条新的途径。因此，提出了菌渣与煤配合制备水煤浆的新想法。采用抗生素菌渣与煤粉配合制备水煤浆，可最大利用渣中含有的热量，实现废物的资源化利用。

3.5. 2 堆肥法作为处理固体废弃物使之无害化、资源化的一种有效手段，长久以来在国内外广泛地被研究和应用。利用堆肥方法处理抗生素菌渣，通过堆肥过程中各种微生物降解其中的抗生素残留，不仅可使菌渣达到稳定化、无害化，而且这种处理方法费用较低，堆肥成品还可以资源化用作有机肥，具有较好的经济效益。