養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理中抗生素去除效果研究

　　當(dāng)前, 隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的集約化、規(guī)�；�發(fā)展, 獸用抗生素被廣泛用于預(yù)防和治療動(dòng)物疾病.據(jù)統(tǒng)計(jì), 全球獸用抗生素用量是人用抗生素用量的2倍.據(jù)報(bào)道, 2012年美國獸用抗生素的使用量為1.46×104 t;在2013年中國抗生素使用量達(dá)1.62×105 t, 其中52%被用于畜禽養(yǎng)殖業(yè).雖然獸用抗生素能有效預(yù)防和治療動(dòng)物疾病, 但不能被動(dòng)物完全吸收和代謝.Massé等的研究發(fā)現(xiàn), 約70% ~90%的獸用抗生素以原始形態(tài)或代謝產(chǎn)物的形式通過糞便和尿液排出.Zhou等和Jiang等已在養(yǎng)豬場(chǎng)廢水、糞便和廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥中檢測(cè)到殘留抗生素.然而, 當(dāng)前養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理設(shè)施主要針對(duì)廢水中常規(guī)污染物的削減而設(shè)計(jì), 并未考慮抗生素的去除, 這使得殘留抗生素不斷從養(yǎng)殖場(chǎng)排出, 最終進(jìn)入自然環(huán)境.Tasho等的研究發(fā)現(xiàn), 進(jìn)入土壤中的抗生素不僅可以通過殺死植物根際微生物來改變土壤微生物的結(jié)構(gòu)和功能, 而且還能增加土壤中抗性基因(ARGs)發(fā)生的頻率和豐度.同時(shí), 殘留在土壤和水體中的抗生素可通過食物鏈或飲用水途徑進(jìn)入人體, 誘導(dǎo)體內(nèi)病原體產(chǎn)生抗性, 從而降低抗生素治療疾病的能力.因此, 最大限度地削減殘留在養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中的抗生素成為當(dāng)前研究者關(guān)注的焦點(diǎn).

　　當(dāng)前, 國內(nèi)大多數(shù)養(yǎng)豬場(chǎng)只配備簡(jiǎn)單的處理設(shè)施, 如氧化塘和厭氧消化池.而有研究發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)中的氧化塘和厭氧消化池不能有效去除廢水中的抗生素.近年來, 一些養(yǎng)豬場(chǎng)開始使用更先進(jìn)的廢水處理單元, 如上流式厭氧污泥床(UASB)和厭氧+好氧氧化、膜生物反應(yīng)器(MBR)、超濾(UF)和納濾(NF), 然而當(dāng)前關(guān)于這些處理單元組合的處理工藝對(duì)廢水中抗生素的去除報(bào)道較少.同時(shí)目前關(guān)于貴州養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中抗生素的研究主要集中在養(yǎng)豬場(chǎng)污灌區(qū)域土壤中重金屬和抗生素的復(fù)合污染狀況, 而關(guān)于探討?zhàn)B豬場(chǎng)廢水處理工藝中各處理單元對(duì)廢水中抗生素的去除鮮見報(bào)道.故本研究選取貴州2家規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中10種獸用抗生素(6種磺胺類抗生素、3種四環(huán)素類抗生素和1種喹諾酮類抗生素)進(jìn)行調(diào)查, 分析養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中抗生素的污染特征及其在處理單元中的去除效果, 以期為規(guī)�；�養(yǎng)殖業(yè)中獸用抗生素的污染控制及環(huán)境治理提供理論參考.

　　1 材料與方法

　　1.1 儀器與試劑

　　LC-MS(LC:Agilent Technologies 1290 Infinity;MS:AB SCIEX QTRAP 6470, 美國Agilent公司);色譜柱(ZORBAX Eclipse Plus C18 1.8 μm 3.0×50 mm Column, 美國Agilent公司);固相萃取裝置(24孔, 美國Waters公司);HLB固相萃取小柱(6 mL/500 mg, 美國Waters公司);電子天平(中國上海儀天科學(xué)儀器有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國Heidolph公司).

　　抗生素標(biāo)準(zhǔn)品包括3種四環(huán)素類(TCs)抗生素：鹽酸四環(huán)素(tetracycline hydrochloride, TC)、土霉素(oxytetracycline dihydrate, OTC)和金霉素(chlorotetracycline hydrochloride, CTC), 6種磺胺類(SAs)抗生素：磺胺對(duì)甲氧嘧啶(sulfameter, SMD)、磺胺甲基唑(sulfamethoxazole, SMX)、磺胺間甲氧嘧啶(sulfamonomethoxine, SMM)、磺胺二甲嘧啶(sulfamethazine, SMZ)、磺胺吡啶(sulfapyidine, SPD)和磺胺嘧啶(sulfadiazine, SD), 1種喹諾酮類(FQs)抗生素：氧氟沙星(ofloxacin, OFL), 購置于百靈威科技有限公司, 純度均大于95.0%.甲醇和氨水(色譜純)均購置于德國的MERCK公司, 乙二胺四乙酸二鈉、磷酸和磷酸二氫鈉(分析純)購置于百靈威科技有限公司.實(shí)驗(yàn)用水為超純水(Milli-Q超純水系統(tǒng), 美國Waters公司), 0.45 μm玻璃纖維濾膜購自Millipore公司, 0.22 μm有機(jī)針孔濾膜購置于南京榮華科學(xué)器材有限公司.

　　10種抗生素標(biāo)準(zhǔn)品先分別以甲醇為溶劑配制為1 000 mg ·L-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液, 然后再以甲醇作為溶劑, 將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制為10 mg ·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的儲(chǔ)備液, 均存儲(chǔ)在-20℃冰箱中, 備用.

　　1.2 樣品的采集

　　選取2種不同處理工藝的規(guī)�；�養(yǎng)豬場(chǎng)(豬場(chǎng)A和豬場(chǎng)B)為研究對(duì)象. 2家養(yǎng)豬場(chǎng)的存欄量均為5 000頭(母豬), 場(chǎng)內(nèi)配備有廢水處理設(shè)施, 處理規(guī)模均為200 m3 ·d-1. 2019年4月對(duì)這2家養(yǎng)豬場(chǎng)按廢水處理工藝流程采集樣品, 豬場(chǎng)A的處理工藝為“固液分離+物化沉淀+USR(升流式固體厭氧反應(yīng)器)+2級(jí)A/O+消毒池+氧化塘”, 出水最終排向周邊農(nóng)耕地;豬場(chǎng)B的處理工藝為“厭氧發(fā)酵+SBR生化+超濾(UF)+納濾(NF)”, 出水最終排向周邊水體.豬場(chǎng)A共采集12個(gè)樣品, 豬場(chǎng)B共采集6個(gè)樣品, 具體采樣點(diǎn)如圖 1所示.每個(gè)采樣點(diǎn)分別采集2次并混合均勻, 每次采集1.0 L, 共采集2.0 L.所有采集水樣均為瞬時(shí)水樣, 使用有機(jī)玻璃采水器采集表層水樣, 儲(chǔ)存在預(yù)先洗凈的采樣瓶中, 低溫避光保存, 并盡快運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室, 保存在4℃的冰箱內(nèi)待測(cè).

圖 1 養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理工藝及取樣點(diǎn)設(shè)置示意

　　1.3 分析方法

　　1.3.1 常規(guī)指標(biāo)的分析

　　廢水中常規(guī)指標(biāo)包括：pH、化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、總氮(TN)和總磷(TP).pH采用PHSJ-3F計(jì)(上海精科雷磁化學(xué)儀器公司)進(jìn)行測(cè)定;NH4+-N采用納氏試劑光度法測(cè)定;TN采用堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法測(cè)定;TP采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定;COD采用快速消解分光光度法測(cè)定.

　　1.3.2 抗生素的分析

　　樣品前處理：水樣經(jīng)0.45 μm的玻璃濾膜過濾去除小顆粒物, 然后用磷酸水溶液調(diào)節(jié)水樣pH約為3, 每200 mL水樣加入1 mL的Na2EDTA(100 g ·L-1), 用HLB小柱進(jìn)行富集, 流速控制在3~5 mL ·min-1.富集前, 依次用6 mL甲醇、3 mL超純水、6 mL pH約為3的磷酸-磷酸二氫鈉水溶液(100 g ·L-1)活化小柱.富集完成后用6 mL超純水淋洗, 負(fù)壓真空干燥40 min后依次用6 mL甲醇、6 mL 2%氨水甲醇(體積比)洗脫HLB小柱, 洗脫液用雞心瓶接收.洗脫液在45℃下旋蒸至干, 然后用甲醇溶液定溶至1 mL, 渦旋振蕩1 min后, 待LC-MS分析.

　　LC檢測(cè)條件：柱溫40℃, 流速0.2 mL ·min-1, 流動(dòng)相A為0.1%甲酸水+2 mmol ·L-1乙酸銨, 流動(dòng)相B為乙腈, 進(jìn)樣體積2 μL, 梯度洗脫(洗脫分離步驟見表 1).LC-MS質(zhì)譜測(cè)定條件：采用電噴霧離子源(ESI)正離子模式、多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)掃描定量分析目標(biāo)物.

 表 1 梯度洗脫分離步驟

　　1.4 質(zhì)量控制

　　采用外標(biāo)法對(duì)樣品進(jìn)行定量分析, 以8個(gè)不同梯度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液作定量曲線, 線性方程濃度范圍為0~200 μg ·L-1, 相關(guān)系數(shù)(R2)值均大于0.995.同時(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性, 本次實(shí)驗(yàn)設(shè)置回收率實(shí)驗(yàn).在不含目標(biāo)化合物的超純水水樣(100 mL)中添加抗生素標(biāo)準(zhǔn)溶液, 按照前述樣品處理方法對(duì)樣品進(jìn)行前處理.經(jīng)檢測(cè)空白水樣中目標(biāo)物回收率為80.06% ~138.43%, 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1% ~10.65%, 目標(biāo)抗生素的檢出限為0.034~1.40 ng ·L-1.

　　1.5 抗生素去除率的計(jì)算

　　抗生素的去除率計(jì)算公式如下式所示[11]：

　　式中, AR是每種抗生素的水相去除率, %;cinf為處理單元進(jìn)水中抗生素濃度, ng ·L-1;cenf為處理單元出水中抗生素濃度, ng ·L-1.

　　1.6 數(shù)據(jù)處理

　　用Excel 2013對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析, 采用Origin 9.1和Canoco 5軟件進(jìn)行作圖.

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理工藝各處理單元對(duì)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的削減情況

　　2家規(guī)�；�養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理工藝各處理單元對(duì)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的削減情況如表 2所示.豬場(chǎng)A和豬場(chǎng)B的廢水處理工藝對(duì)廢水中常規(guī)污染物(COD、NH4+-N、TN和TP)的去除率分別為97.10% ~99.75%和88.10% ~98.10%.整體而言, 對(duì)廢水中COD的去除, 豬場(chǎng)A優(yōu)于豬場(chǎng)B;在豬場(chǎng)A的USR反應(yīng)池中對(duì)COD的去除貢獻(xiàn)最大, 豬場(chǎng)B廢水處理中生物預(yù)處理池、SBR生化反應(yīng)池及UF處理單元對(duì)COD的去除效果較好.在豬場(chǎng)B中, NH4+-N和TN僅在NF處理單元被有效去除, 這可能是由于納濾膜孔徑和膜表面電荷的共同作用.在豬場(chǎng)A的USR反應(yīng)池TP的濃度高于上一級(jí)處理單元, 這可能是因?yàn)閁SR反應(yīng)池處于厭氧環(huán)境, 聚磷菌會(huì)在此環(huán)境下打開體內(nèi)聚合磷酸鹽的高能磷酸鍵, 從而釋放出磷, 使得USR反應(yīng)池中磷酸鹽濃度增加.在豬場(chǎng)A的出水中COD、NH4+-N、TN和TP的濃度均滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18596-2001)的要求;在豬場(chǎng)B的出水中僅TP指標(biāo)滿足GB 18596-2001的要求, 其余3項(xiàng)指標(biāo)均超標(biāo), 故仍需進(jìn)行后續(xù)處理.綜上, 豬場(chǎng)A廢水處理工藝對(duì)廢水中常規(guī)污染物的去除效果優(yōu)于豬場(chǎng)B.

  表 2 養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理工藝各處理單元對(duì)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的削減情況

　　2.2 目標(biāo)抗生素在各處理單元水相中的殘留情況

　　養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理單元水相中抗生素的殘留情況如圖 2所示.在豬場(chǎng)A廢水處理工藝的廢水中, 共檢出6種抗生素, 包括3種SAs、2種TCs和1種FQs類抗生素, 濃度范圍在ND~47 029.25 ng ·L-1之間.SAs類抗生素中SMM和SMD的檢出率較高, 均為58.33%, 其中, SMM在原水池、調(diào)節(jié)池、物化沉淀池、USR反應(yīng)池、二級(jí)生化沉淀池和消毒池中的殘留濃度較高, 濃度分別為3 338.82、4 955.09、11 561.13、6 450.26、47 029.25和1 770.93 ng ·L-1, 這與周婧等的研究結(jié)果相似.TCs類抗生素中OTC在廢水中的檢出率為91.67%, 濃度范圍在ND~37 976.04 ng ·L-1之間, 其中在進(jìn)水處的檢出濃度最高;同時(shí)也發(fā)現(xiàn)OTC是豬場(chǎng)A廢水中被檢出濃度最高的抗生素, 這與Ben等的研究結(jié)果相似, 表明在豬場(chǎng)A中OTC的使用量較大.TC在廢水進(jìn)水中未檢出, 而在出水中被檢出, 這可能是因?yàn)檫M(jìn)水中存在目標(biāo)抗生素的代謝產(chǎn)物, 隨后在生物處理過程中轉(zhuǎn)化為其母體化合物[15].FQs類抗生素中OFL在各處理單元中的檢出率為83.33%, 濃度在ND~22 714.43 ng ·L-1之間, 這可能是由于OFL在廢水中的降解速率較慢和在廢水中的累積效應(yīng)所導(dǎo)致.整體而言, 豬場(chǎng)A廢水處理工藝中抗生素殘留規(guī)律為OFL(136 157.92 ng ·L-1)>OTC(117 472.08 ng ·L-1)>SMM(66 837.02 ng ·L-1)>SMD(60 109.32 ng ·L-1)>TC(9 611.92 ng ·L-1)>SD(91.87 ng ·L-1), 在二級(jí)生化沉淀池處的濃度最高, 總濃度達(dá)124 151.44 ng ·L-1.

 圖 2 豬場(chǎng)廢水處理單元出水中抗生素的含量

　　在豬場(chǎng)B廢水處理工藝中, 共檢出7種抗生素, 包括4種SAs、2種TCs和1種FQs類抗生素, 濃度范圍為ND~120 842.74 ng ·L-1.SAs類抗生素中SD、SMD和SMM的檢出率分別為66.67%、100.00%和100.00%, 在厭氧發(fā)酵池出水處3個(gè)物質(zhì)均被檢出, 濃度分別為81.09、108 730.47和120 842.74 ng ·L-1, 高于陳永山等的研究.TCs類抗生素中OTC的檢出率為100%, 這與Wang等[12]的研究結(jié)果相似;TC僅在出水處被檢出、OFL僅在UF和出水處檢出, 這可能是由于廢水中TC和OFL的共軛形態(tài)向游離形態(tài)轉(zhuǎn)化的結(jié)果.整體而言, 豬場(chǎng)B廢水處理工藝中抗生素的殘留規(guī)律為SMM(357 427.75 ng ·L-1)>SMD(321 614.68 ng ·L-1)>OTC(71 756.52 ng ·L-1)>OFL(23 094.08 ng ·L-1)>SD(278.55 ng ·L-1)>TC(110.76 ng ·L-1), 在厭氧發(fā)酵池出水處的總濃度最高, 達(dá)251 123.56 ng ·L-1.

　　在2家豬場(chǎng)廢水處理工段中, SPD、SMX、SMZ和CTC均未被檢出, 而SMZ和CTC在陳永山等[24]的研究中均被檢出, 這可能是由于不同地區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)獸用抗生素的利用模式差異所致.同時(shí)發(fā)現(xiàn)在2家養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中OTC的檢出濃度均較高, 這與其它地區(qū)養(yǎng)豬場(chǎng)和養(yǎng)牛場(chǎng)廢水中OTC的殘留情況相似, 表明OTC為大部分養(yǎng)殖場(chǎng)所熱衷使用的抗生素.

　　2.3 不同處理單元對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中抗生素的去除效果

　　養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理單元中抗生素的去除情況如表 3所示.在豬場(chǎng)廢水處理工藝的一級(jí)處理過程中, 豬場(chǎng)A對(duì)∑SAs、∑TCs和∑FQs的去除率分別為-244.81%、64.29%和-0.11%.其中對(duì)SMM、SMD和OFL的去除均出現(xiàn)負(fù)遷移現(xiàn)象(除在物化沉淀池對(duì)OFL的去除為正外), 這可能是由于廢水中細(xì)小的糞便或顆粒包裹進(jìn)水中部分抗生素(SMM、SMD和OFL), 在處理單元中被微生物破壞了抗生素與糞便或顆粒之間的屏障, 從而增加該處理單元中SMM、SMD和OFL的濃度.而對(duì)OTC的去除均為正向去除, 其中在調(diào)節(jié)池中的去除率較高, 為57.69%, 這可能是因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)池處理單元時(shí), OTC的去除除通過污泥吸附外, 還可能通過光降解、水解等途徑進(jìn)行降解.

 表 3 豬場(chǎng)各處理單元中抗生素的水相去除率 /%

　　在二級(jí)處理中, 豬場(chǎng)A廢水處理工段對(duì)∑SAs、∑TCs和∑FQs的去除率分別為-306.13%、-86.18%和100.00%.在USR反應(yīng)池、一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池中, 對(duì)SMM、SMD和SD的去除效果較好(去除率為44.21% ~100.00%), 原因可能是SMM、SMD和SD分子結(jié)構(gòu)中存在氮原子和硫原子, 在厭氧條件下易于生物降解.據(jù)報(bào)道SAs類抗生素的pKa比較低, 在酸性條件下帶正電, 而在堿性條件下帶負(fù)電.豬場(chǎng)A的二級(jí)處理過程中廢水的pH均大于7, 然而SAs類抗生素又屬于高親水化合物, 很難從水相轉(zhuǎn)移到污泥相, 因此在此階段中豬場(chǎng)廢水中SAs類抗生素的去除主要以生物降解為主.TCs類抗生素的lgKd值在3.7~4.1 L ·kg-1之間, 易被污泥所吸附, OTC在二級(jí)處理工段中的去除效果不佳, 其中在USR反應(yīng)池和二級(jí)生化沉淀池中出現(xiàn)負(fù)遷移現(xiàn)象, 這可能是因?yàn)槲勰嘞嘀形�附的OTC解吸到水相.當(dāng)廢水中pH在7.00~10.00范圍時(shí), 含有帶正電荷的氮原子或二甲氨基團(tuán)易與帶負(fù)電荷的污泥吸附在一起, 這是USR反應(yīng)池和二級(jí)生化沉淀池去除OFL的途徑之一.豬場(chǎng)B廢水處理工段對(duì)∑SAs和∑TCs的去除率分別為-41.73%和60.78%, 在厭氧發(fā)酵池和SBR生化反應(yīng)池處理單元中, 對(duì)SD、SMM和SMD的去除出現(xiàn)負(fù)遷移現(xiàn)象, 這可能是由于SD、SMM和SMD的乙酰化代謝物在生物處理過程中發(fā)生生物轉(zhuǎn)化的結(jié)果.在厭氧發(fā)酵池、生物預(yù)處理池和SBR生化反應(yīng)池對(duì)OTC的去除均為正去除, 其原因可能是3個(gè)反應(yīng)池中污泥對(duì)OTC的吸附作用較好.同時(shí)據(jù)報(bào)道沼氣工程中的微生物可以以抗生素作為碳源進(jìn)行代謝, 從而促進(jìn)抗生素的去除, 這可能是厭氧發(fā)酵池中OTC去除效果較好的原因之一.具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　在豬場(chǎng)A和豬場(chǎng)B的三級(jí)處理中對(duì)∑SAs和∑TCs的去除率分別為100.00%、99.86%和99.89%、98.25%.其中在豬場(chǎng)A的氧化塘處理單元中, 對(duì)SMM、SMD和OTC的去除率均為100.00%, 這可能是由于氧化塘處理單元中廢水的水力停留時(shí)間長(zhǎng), 較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間能延長(zhǎng)抗生素和微生物的接觸時(shí)間, 同時(shí)也能延長(zhǎng)植物對(duì)抗生素吸收的時(shí)間, 有利于對(duì)抗生素的去除.在豬場(chǎng)B的UF處理單元中對(duì)SD、SMM和SMD的去除率高于88.13%.NF對(duì)目標(biāo)抗生素的去除率均高于99.23%, 表明NF能有效去除豬場(chǎng)廢水中的抗生素;這可能是因?yàn)镹F的膜孔徑一般小于2 nm, 能夠有效截留水中的抗生素.同時(shí)已有研究表明, 多種膜處理技術(shù)組合能更好地去除廢水中的抗生素.

　　綜上, 從對(duì)目標(biāo)抗生素的去除效果而言, 豬場(chǎng)A的“固液分離+物化沉淀+USR+二級(jí)A/O+消毒池+氧化塘”處理工藝優(yōu)于豬場(chǎng)B的“厭氧發(fā)酵+SBR生化反應(yīng)+UF+NF”處理工藝.豬場(chǎng)A廢水處理工藝去除效果較好的原因歸因于“USR+2級(jí)A/O”處理工段的生物降解和氧化塘處理單元中的水力停留時(shí)間較長(zhǎng);豬場(chǎng)B廢水中抗生素的去除大部分歸因于UF和NF的組合工藝的去除.同時(shí)發(fā)現(xiàn)2家豬場(chǎng)廢水處理工藝對(duì)獸用抗生素的去除效果都較好(總?cè)コ��?gt;99.23%).但最終出水中獸用抗生素的濃度大部分都高于歐盟水環(huán)境抗生素閾值(10 ng ·L-1), 因此, 最終出水中殘留的獸用抗生素排放可能會(huì)引起一系列的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)需要引起高度重視.

　　2.4 常規(guī)指標(biāo)與抗生素之間的相關(guān)關(guān)系

　　采用冗余分析(RDA)分析了2家規(guī)�；�養(yǎng)豬場(chǎng)廢水的常規(guī)指標(biāo)(COD、NH4+-N、TN、TP和pH)與廢水中抗生素之間的關(guān)系, 結(jié)果如圖 3所示.豬場(chǎng)A和豬場(chǎng)B的廢水中常規(guī)參數(shù)與抗生素在第1軸、第2軸的解釋量分別為79.10%、19.17%和97.04%、2.11%, 累計(jì)解釋量分別為98.27%和99.15%, 由此可見前兩軸能夠很好地反映廢水常規(guī)指標(biāo)與抗生素之間的關(guān)系, 且主要由第1軸決定.在豬場(chǎng)A中, pH與TC、SMD和SMM呈正相關(guān), 與OFL和OTC呈負(fù)相關(guān);COD、NH4+-N、TN和TP與OTC和OFL呈正相關(guān), 與TC、SMD和SMM呈負(fù)相關(guān).在豬場(chǎng)B中, pH與TC和SMX呈正相關(guān), 與SMD、SMM、SD和OTC呈負(fù)相關(guān);COD、NH4+-N、TN和TP與SMD、SMM和OTC呈正相關(guān), 與OFL、TC和SMX呈負(fù)相關(guān).綜上, 表明廢水中常規(guī)指標(biāo)(COD、NH4+-N、TN、TP和pH)與抗生素的降解具有相關(guān)性, 其中NH4+-N與OTC、pH與TC具有較大的正相關(guān)性, COD、NH4+-N、TN和TP與TC呈負(fù)相關(guān)性, pH與OTC呈負(fù)相關(guān)性, 這可能意味著部分抗生素會(huì)隨著微生物對(duì)有機(jī)物的生物降解而降解.但是, 在各處理單元中抗生素的去除機(jī)制還有待進(jìn)一步研究.

 圖 3 養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中常規(guī)指標(biāo)與抗生素之間的關(guān)系

　　3 結(jié)論

　　(1) 2家規(guī)�；�養(yǎng)豬場(chǎng)(豬場(chǎng)A和豬場(chǎng)B)廢水處理工藝對(duì)常規(guī)污染物(COD、NH4+-N、TN和TP)的去除率在88.10%以上, 豬場(chǎng)A出水中COD、NH4+-N、TN和TP均滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18596-2001)的要求, 而豬場(chǎng)B出水中僅TP滿足GB 18596-2001的要求.

　　(2) 目標(biāo)抗生素在不同的養(yǎng)豬場(chǎng)和不同的廢水處理單元中的殘留情況不盡相同, 豬場(chǎng)A和豬場(chǎng)B的廢水處理工藝中抗生素的殘留規(guī)律分別為：OFL>OTC>SMM>SMD>TC>SD和SMM>SMD>OTC>OFL>SD>TC.主要的污染單體為SMM、SMD、OTC和OFL, 最高單體污染濃度達(dá)120 842.74 ng ·L-1(SMM).

　　(3) 2家養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理工藝對(duì)獸用抗生素的去除效果都較好(總?cè)コ��?gt;99.23%).豬場(chǎng)A廢水處理工藝中“USR+2級(jí)A/O+消毒池+氧化塘”組合工段能有效去除廢水中的抗生素, 其中對(duì)SMD、SMM和OTC的去除率均達(dá)100%;在豬場(chǎng)B廢水處理工藝中, “UF+NF”組合工段對(duì)目標(biāo)抗生素的去除效果較好, 最終廢水中99.23%以上的抗生素被去除.總體上, 去除效果豬場(chǎng)A廢水處理工藝優(yōu)于豬場(chǎng)B.

　　(4) 通過冗余分析發(fā)現(xiàn), 在2家養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中, pH與TC均呈正相關(guān)關(guān)系、與OTC呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;COD、TN、NH4+-N和TP與OTC呈正相關(guān)關(guān)系、與TC呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.(來源：貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院 作者：楊釗)