生物炭与硫酸亚铁联用对猪粪浆储存及发酵过程中抗生素抗性基因削减与氮代谢的协同调控机制

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Synergistic regulation mechanism of biochar coupled with ferrous sulfate on ARG reduction and nitrogen metabolism during storage and fermentation of pig manure slurry

　　

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  硫酸亚铁可以减少抗性基因（ARGs），而生物炭可以吸附猪粪水中的污染物。
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  F_C联合处理可以减少抗性基因并维持氮平衡。
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  氮循环与抗性基因的迁移之间存在相关性。

章节片段

引言

抗生素抗性基因（ARGs）的广泛传播已成为全球公共卫生和生态环境安全的重大威胁。随着集约化畜牧业的快速发展，猪粪水作为抗性基因的重要载体，可通过农田灌溉将抗性基因引入环境，从而加剧抗性基因的水平基因转移和传播风险[1], [2]。目前，养猪场废水通常需要储存和作为关键步骤

粪水来源

实验所用的猪粪水采集自天津的一家大型养猪场。粪水取自农场的粪污储存池，所有粪水样品在实验前进行了均质化处理。猪粪水的基本特性如下：总固体（TS）含量约为4.43 ± 0.1%，挥发性固体（VS）含量约为3.2 ± 0.1%。

生物炭制备

将竹子清除杂质后风干至恒重。破碎后，

pH和电导率的变化

图1a和1b显示了60天内猪粪水pH值的变化情况。在CK组中，前36天pH值呈上升趋势，随后呈下降趋势，这与系统中发生的微生物反应有关。然而，在BC处理组中，pH值总体呈上升趋势。这表明生物炭具有中和猪粪水中酸性物质的能力，并能够稳定系统的pH值，尽管其中和

结论

本研究发现，生物炭与硫酸亚铁的物理混合（F_C）在猪粪水储存和发酵过程中表现出良好的联合效果。与对照组相比，F_C有助于减少抗性基因，同时有助于维持氮平衡；然而，其抗性基因去除效果并不始终优于所有其他处理。硫酸亚铁可能通过类Fenton反应促进抗性基因的减少，而生物炭可能通过吸附污染物

作者贡献声明

Li Zhuowu：撰写–初稿，概念构思。Cao Yuang：撰写–初稿，数据整理。Du Lianzhu：撰写–审阅与编辑，项目管理。Zhi Suli：撰写–审阅与编辑，项目管理。Zhang Keqiang：研究方法。Liu Jiahua：软件。Cordeiro Cheryl Marie：撰写–审阅与编辑。Xu Xiaoyu：可视化，调查研究。

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的可能影响本文所报道工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢以下来源的资金支持：天津市自然科学基金（25JCYBJC00320）；国家自然科学基金委员会（NSFC）（批准号42577460）；天津市重点研发计划项目（24YFZCSN00270）；国家重点研发计划项目（2023YFD1702000）。

Cao Yuang|Li Zhuowu|Xu Xiaoyu|Cordeiro Cheryl Marie|Liu Jiahua|Zhang Keqiang|Du Lianzhu|Zhi Suli