结题报告内容part

1、一、1.1.1研究背景畜禽废水畜禽废水的历史据考古资料显示,世界上最早发展畜禽养殖业的国家之一。在古代的中国，对野生动物的驯化始于距今 1 万年前左右的中石器时代初1。中国进入新世纪以来，畜牧业的发展更是取得了卓越的成就。随着惠农政策的实施，在近几年来，畜牧业呈现出加快发展势头，畜牧业发展方式发生积极转变，向规模化、标准化、和区域化。目前畜牧业产值已占农业总产值的 34%，在某些畜牧业发达的地区，畜牧业收入已占当地农民收入的 40%以上2。根据粮农组织 2010 年的统计资料显示，我国畜禽总数庞大。其中生猪存栏数为 5.23 亿头，占世界存栏总数的 50.9%,位居世界第一；绵羊 2.19 亿

2、只，占世界存栏总数的 18.73%，居世界第一；2.46 亿只，占世界存栏总数的 25.15%，居世界第一；牛 1.89亿头，占世界存栏总数的 9.21%，居世界第三。肉类总产量达 10845 万吨，禽蛋（不含鸡蛋）产量 8843.6 万吨，鸡蛋产量 3578.6 万吨，奶类为 3785 万吨，其中肉类产量占世界总产量的 30%，禽蛋产量占百 80%，鸡蛋产量占 40%，奶类产量占 5%。截止目前为止，我国人均肉类占有量已超过世界平均水平，禽蛋占有量已经近似于发达国家的水平，但是，奶类人均占有量仅为世界平均水平的 1/13。从以上数据可看出我国畜牧业的发展水平在十取得了飞速发展2。 可见，畜牧

3、业已经农村经济发展中最活跃的增长点和主要的支柱产业。而与此同时，城市畜禽养殖业已成为或正在成为与生活污水、工业废水相当甚至更大的污染源3。寻求一条工艺可靠、运行稳定、效率高的处理工艺是解决畜禽养殖业发展中当务之急。对目前的畜禽养殖废水处理工艺来说仅去除有机物己比较成熟，但是对氮(特别是氨氮)的去除却还没能够有经济有效的处理方法，从而导致排放的畜禽养殖废水含氮量严重，含氮化合物进入受纳水体，不断积累，使水体环境收到严重的污染。 从近年我国的环境质量公报看出，我国水体主要污染物为有机物和氨氮，这类污染物质的产生进一步加剧了我国水的，并严重制约了可持续发展的实施，从长期制约了经济发展。因此，寻求一种

4、有效除去畜禽废水中氨氮的处理工艺对解决我国目前水体氮污染严重有着非常重要的意义4-5。畜禽废水污染不仅仅是畜牧业发达国家和地区的严重问题，同样也是发展中国家和地区的重要问题，尤其是对于畜牧业发展较快、6-7。密度较高的国家和地区更大1.2. 畜禽废水的组成畜禽废水主要是由粪便尿液、饲料残渣、夹杂粪便以及圈舍冲洗水组成，而其中畜禽圈舍冲洗水以及粪便尿液占绝大了部分氮磷等营养物质，污染负荷较高。处理的畜禽废水中的有机污染物质以及中国现代化的畜牧生产是伴随着解决城市居民、奶、蛋供应等问题而提出和发展起来，过去的畜牧养殖业以农家畜牧分散养殖为主的方式已得到很大的改善，现代化规模化集约化的养殖场生产已经

5、占主要地位，大中型养殖场也主要分布于密集的沿海地区，以及主要集中分布在大中城市与农村的结合地带。这不仅制约了现代化封闭型的规模化养殖技术，也影响了我国城市的畜禽业向优质高效发展的道路，同时产生严重的环境问题。由于环境不健全以及，绝大多数小型养殖场和散养户在建场初期没有考虑畜禽废物处理，畜禽排放的大量粪便与养殖场产生的大量废水，大多妥善处理而直接排放，对周围环境造成了严重的污染，产生极其不良影响。同时随着我国畜牧业的发快速发展，每年畜禽废水的产生量均呈上升趋势。畜禽废水通过粪坑渗入，使水受到了严重污染，特别是粪便尿液中所含大量的含氮化合物通过土壤微生物作用，经过氨化、硝化等生物化学反应过程转化成

6、为 NH3+-N、NO2-N、NO3-N 等渗入水，致使水中硝酸盐含量增高，而当作为城市供水的水源时，不仅影响供水水质增加制水成本，而且破坏了饮水的安全。1.3 畜禽废水中抗生素的使用畜禽废水中的抗生素也是残留不可忽视的一个污染就能够抑制或影响生物机能的化合物， 它的本身对。抗生素是一种在极低的浓度下细胞并无害处， 但是会使病原细胞产生抗药性， 从而失去其功效。 抗生素的功能就是促进或者抑制或者动物的某项生理功能，进入水环境后仍然有可能干扰环境生物的正常生理功能， 能够破坏微生态环境。与此同时， 抗生素也是一种难于生物降解的化合物， 所以很容易在环境中富集。如果经常摄入微量的抗生素，它们就会逐

7、渐在体内累积而导致某些菌群的耐药性变化。研究表明，抗生素的残留可能会导致、致畸、致突变等作用 9。发生病变和体内正常不良的免疫抑制、过敏反应、在我国抗生素生产发展速度相当的迅速。 2003 年我国成为了药品世界的第一生产大国， 每年盘尼西林的产量达 28000 吨（占世界总产量的 60%），土霉素的年产量为 10000 吨（占世界总产量的 65%）显示，中国每年生产的抗生素原料约为 210000 吨， 其中有 180000 吨在国内使用（包括医疗和农业使用）,人均年消费量为 138 克，而人年消费量仅我国的 1/ 10。在 2011 年的中显示，中国的住院患者中，80%以上的感冒发热使用抗生素

8、，抗生素的使用率达 70%，其中外科患者抗生素的使用率达 97%10。抗生素的残留和其导致的细菌耐药性近年来引起了研究的重视，截止 2008 年， 国际抗生素耐药（ARDB）收录的抗药信息包括 13293 个耐药，377 种类型的细菌，257 种抗生素，632 耐药组,933 个种以及 124 个属 11 。磺胺甲恶唑的基本性质和危害抗生素的概念药品及个人护理用品（Pharmaceuticals and念最早是由 ChristianG.Daughton 在 1999 年al Care Products,PPCPs）这个概的Environmental Healths中提出来的。PPCPs 是一个

9、非常庞大的体系，药物和个人护肤品包含的化学物质很广泛,像人类和药物,品、防晒品等。这些化合物已经被对动物和人类造成的影响,因此,它们产生了有机污染。随着人民生活水平的不断提高，药品的产量以及消费量逐年增多。相关称，全球的人用药物每年消费量约为 100000 吨，平均每人每年就有 15g之多。个人护理用品化合物的产量和用量也随着经济的发展持续不断的增大，同时其种类也越来越为丰富，有几千种之多。这些物质在水体中的浓度一般为 ng/L-g/L。药物系统,对人和它们的代谢物在环境中的存在,这些人工的化学物干扰正常的内体和动物造成了意想不到的影响。近几年来，随着科技的进步，试验数据的分析方法和仪器分析的

10、水平均得到了改进，越来越多的 PPCPs 这类微污染物在水体环境中陆续的被检测出来。2.2 目标抗生素的选择磺胺甲恶唑(SMZ)是磺胺类抗生素俗称新诺明,化学名称 N-(5-甲基- 3-异恶唑基)- 4-氨基苯磺酰胺,呈白色结晶性粉末状，无臭、味微苦，纯度大于 98%。己知的 SMX 的酸离解常数(a)为 1.7 和 5.7，为 168-1720C，条件在 0-60C。在、稀矿酸和碱液中易溶，在乙醇中略溶，在水、氯仿和乙醚中几乎不溶。磺胺甲恶唑是常用的广谱抗菌素。通常被用来治疗沙门菌属、呼吸道感染、肠道、小儿急性中耳炎以及对流脑的预防等，同时也被用来添加在牲畜饲料中用来促进牲畜的生长。在水处理

11、系统的处理过程中,对比其它种类的抗生素(如氟哇诺酮）的去除率要低的多。在污水处理系统的来水中,的东南部,磺胺甲恶哇被检测到的浓度为118ng/L,在西班牙是 580ng/L,是 520ng/L12。磺胺甲恶唑在土壤、污泥和沉积物中的吸附很低。因此,比起其它种类的抗生素磺胺甲恶唑将有一大部分存留在水环境中被生物体利用,这将引起更高的环境风险。2.3 磺胺甲恶唑的危害据,磺胺甲恶唑即使是在低于 mg/L 的浓度下,也会对一些水生生物产生急性和慢性毒性效应。除此之外,磺胺甲恶唑还会诱导有机体突变13。当多种抗生素同时存在时,这些毒性效应还会增强。例如,通过叠加和协同效应可以使生物体生长抑制作用得到加

12、强14。更应引起人们注意的是,当细菌长期抗生素在临床治疗上的失效。在抗生素环境中,会对抗生素产生抗药性,从而导致近些年,随着科技的发展,对磺胺甲恶唑的在废水中的监测控制以及对其去除方法的研究受到越来越多的关注。12htt 34卜有生.生态农业中废弃物的处理与再生利用M.西安化学工业，第二版中国畜牧业现状分析.网.cn/Readnews.asp?newsID=47560 2011-5-13农业部.关于加快调整畜牧业生产结构的意见.中民199926 号Turk O，Mavinic，D S.Maaioing ntrite build-up in a system acchimate to free

13、ammoniaJWater Res,1989,23(11):1383 一 1388567，.焦化废水生物脱氮研究J.环境科学，1994，13(3):45-50，试论农业养分的非点源污染与管理环境保护，2001(1):15-17,满都拉,集约化畜禽场的污染问题及防治措施选评畜牧工程，20028 Richardson, B. J., P. K. S. Lam, M. Martin. Emerging chemicals of concern:Pharmaceuticals andal care products (PPCPs) in Asia, with particularreference t

14、o Southern China J. Marine Pollution Bulletin, 2005, 50: 913 - 920.9,.畜禽产品中药物残留的进展及重要意义 J . 兽药与饲料添加剂,2001,6(4):394110,刘海燕,.抗生素全民之“ 瘾”.药报.2010/4 /22 第 006 版Genes Database. Nucleic Acids11 Liu B, Pop M. 2008. ARDB- AntibioticResearch,2009, 37( Database ie): 443-447.129S.,CarlsonKH.Solid-phaseextractio

15、n-high-performanceliquidchromatography-ion trap mass spectroscopy forysis of trace concentrations of macrolideantibiotics in natural and waste water matri. 2004, 1038(1-2): 141 一 155.13 Isidori M., Lavna M., Nardelli A., Pascarella L., Parrella A. Toxic and genotoxicevaluation ofsix antibiotics on non-anisms. Sci Toral Environ, 2005, 346(1-