我國畜禽養(yǎng)殖抗生素年使用量達(dá)9.7萬噸，占全國抗生素年消耗量近50%。這是《中國科學(xué)報(bào)》記者從近日舉行的第三屆畜禽養(yǎng)殖污染防治與資源化國際會(huì)議上獲知的數(shù)據(jù)。本次會(huì)議由中科院城市環(huán)境研究所(以下簡稱城市環(huán)境所)在廈門舉辦。

會(huì)上，來自世界各國的科學(xué)家提出，當(dāng)前，畜禽養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)高度關(guān)注抗生素、抗生素抗性基因以及包括重金屬在內(nèi)的其他促生長激素等的新型污染物。城市環(huán)境所研究員朱永官表示，用新技術(shù)手段消解抗生素抗性基因，是當(dāng)前我國和全球畜禽養(yǎng)殖面臨的重大挑戰(zhàn)。

畜禽糞便污染日益突出

今天，生活在大城市的人們享受著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模擴(kuò)大的成果，卻不曾見到養(yǎng)殖業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。“一頭生豬每天產(chǎn)生5.3公斤糞便，其中含有大量未被動(dòng)物吸收的營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬和藥物殘留物。”朱永官在讀到一項(xiàng)研究成果中的這些數(shù)據(jù)時(shí)感到不安。

這種不安并非沒有來由。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物能源環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究室主任董仁杰指出：“生豬養(yǎng)殖規(guī)模化不斷增加，一方面有力保障了民生供給，另一方面，污染問題日益突出。”

數(shù)據(jù)顯示，截至2006年，中國生豬養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便每年達(dá)到12.9萬億公噸，占畜禽糞便產(chǎn)生總量的47%。這些糞便被普遍當(dāng)作肥料用于改善土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量。

董仁杰表示，解決好這一問題對生態(tài)文明建設(shè)及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略有著重要意義。

抗性基因“重災(zāi)”

抗生素在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用具有悠久歷史。但早在1976年，英國《自然》雜志的相關(guān)成果就表明，飼料中加入抗生素后，具有抗生素抗性的有機(jī)物能在農(nóng)場動(dòng)物和人之間傳播。

隨后，科學(xué)家在這些具有抗生素抗性的物質(zhì)中檢測出了抗性基因(ARGs)。“與常規(guī)的化學(xué)污染物不同，ARGs都是DNA片段，具有遺傳信息，并由活菌攜帶。”朱永官在大會(huì)報(bào)告中總結(jié)了新型污染物的特點(diǎn)，“它們能通過細(xì)菌增殖垂直傳播，也可通過細(xì)菌間交換遺傳信息水平傳播。”

2013年，朱永官團(tuán)隊(duì)對位于北京、浙江嘉興和福建莆田的3個(gè)大型養(yǎng)豬場的豬糞、豬糞堆肥以及施肥后的土壤樣品進(jìn)行了抗性基因分析，共檢測到149種抗性基因。“這些抗性基因幾乎涵蓋了目前已知的絕大多數(shù)抗生素類型，即使一些未在豬場使用的抗生素也被檢測到含有其相應(yīng)的抗性基因。”

亟待新技術(shù)研發(fā)

畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的巨量糞便資源化利用成為解決污染問題的主要策略。愛爾蘭國立大學(xué)教授占新民在報(bào)告中指出：“厭氧消解技術(shù)能將畜禽糞便中的有機(jī)物分解成沼氣，可有效實(shí)現(xiàn)能量回收。”不過，在我國，畜禽糞污資源化利用水平仍顯不足，采用堆肥和產(chǎn)沼處置的占比不到30%，直接還田的占50%以上，未經(jīng)處置的仍占20%。在他看來，農(nóng)場消化池等設(shè)施在物業(yè)管理、設(shè)計(jì)、運(yùn)營等方面仍存在挑戰(zhàn)。

除了實(shí)現(xiàn)對糞污氮、磷的資源化回收利用之外，畜禽養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注抗生素抗性基因等新型污染物的消解。近年來，朱永官團(tuán)隊(duì)提出了采用糞污生物炭化消減畜禽糞便抗性基因的技術(shù)方案。實(shí)驗(yàn)研究表明，豬糞制成生物炭后施入土壤，抗性基因的污染可以降低到本底水平。

會(huì)議上，專家認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場糞污處理和資源化的目標(biāo)，當(dāng)前仍需在沼液磷回收、糞污生物炭、糞水聯(lián)合消納、氣肥聯(lián)產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)化方向上不斷加強(qiáng)新技術(shù)研發(fā)和推廣，以降低成本和政策扶持雙管齊下來調(diào)動(dòng)企業(yè)積極性。