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综述:真菌毒素、抗生素和微塑料在餐厨垃圾厌氧共消化中的赋存、影响及去除策略

2023-01-02张雨辰苏应龙

环境卫生工程 2022年4期
关键词:餐厨废弃物毒素

张雨辰,武 冬,苏应龙,谢 冰,3

(1. 华东师范大学生态与环境科学学院上海有机固废生物转化工程技术研究中心,上海 200241;2. 华东师范大学生态与环境科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室,上海200241;3.上海污染控制与生态安全研究院,上海 200092)

译者:张雨辰;审查:谢 冰;单位:华东师范大学生态与环境科学学院

1 研究亮点

* 综述了真菌毒素、抗生素和微塑料(MPs)在生物固体中的赋存情况,并讨论了其对厌氧消化(AD)过程的影响;

*作为共消化底物的污泥和粪便中抗生素残留需要被检测。

2 背景

AD 已广泛应用于有机废弃物的减容、稳定和资源化。餐厨垃圾中高盐高油会对AD 过程造成抑制,因此统筹畜禽粪便、园林绿化废弃物、农业废弃物和市政污泥等有机固体废弃物进行共消化,不仅可以减缓抑制作用,还可以优化底物配比,增加资源转化率。然而,考虑到这些废弃物在转运和处理处置中,微生物产生的真菌毒素、人类生产活动排放的抗生素和MPs 等,对AD 过程可能产生抑制并在沼液沼渣中残留,排放到环境后,最终进入食物链。因此,有必要对这些新兴污染物在环境中的赋存及影响进行全面研究。

3 研究方法

整理统计调查类文献报道的实际环境中的餐厨垃圾、污泥、畜禽粪便等有机固废中真菌毒素、抗生素和MPs 的赋存浓度,结合这类污染物对AD 过程的影响,计算出最大甲烷产量的50% 抑制浓度IC50,得出污染物的风险熵(RQ),提出污染物的去除策略。

4 主要研究结果

无论是中温、高温、序批式还是连续式AD,所关注的11 种真菌毒素都只能在短期内产生抑制作用,并会迅速降解。考虑到AD 工艺的停留时间一般大于30 d,AD 受真菌毒素污染底物的影响不显著。AD是一种很有前途的处理和回收受真菌毒素污染的有机废弃物的方法。畜禽粪便较剩余污泥有着较高的抗生素残留浓度和更多的种类,特别是氧四环素(OTC)和诺氟沙星(NFC)应该作为优先识别的抗生素。剩余污泥中MPs 的个数中位数约为20 颗/g,在此量级情况下,微米及毫米级的PVC、PET、PES 起抑制作用,PE 无显著影响,PA6 起促进作用。

5 结论与展望

所统计的11 种真菌毒素对AD 有短期抑制作用,即使在高浓度水平也会很快降解。OTC 和NFC 等抗生素的RQ 最高,对AD 的抑制风险最大。MPs 可以延长酸化和甲烷化过程,作用程度取决于其材料类型与尺寸。液相和固相中污染物的定量技术还有待开发,以方便后续研究污染物的抑制浓度阈值。当多种污染物同时存在时,应研究其混合效应、物质代谢和微生物影响机制。将AD 技术与新反应器设计、新材料、生物强化和物理化学处理等技术相结合,有望成为处理受污染有机废弃物的有效途径。

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