抗生素又称抗菌素，是由放线菌、细菌、真菌等微生物生长到一定阶段产生的次级代谢物质，或者直接采用化学合成或半合成法制得的相似或相同的物质，其在一定浓度范围内具有杀死或抑制病原菌的作用。畜禽养殖业的抗生素使用量约占全世界总产量的70％，而我国近几年每年抗菌类药物的使用量达到6000t。抗生素在肠道内的吸收很少，只有少量抗生素会被机体吸收，在体内经过羟基化、裂解和葡萄糖苷酸化等过程生成无毒无害的物质，约60％～90％会以原形随粪尿排出体外，所以会产生大量含有抗生素的粪便。
2011年我国畜禽粪便产总量为21.21亿ｔ，约等于同时期工业固体废弃物总量的2倍，秸秆总量3倍多。其中绝大部分畜禽粪尿未经过处理便直接施于农田，甚至有些直接随污水排入水体。畜禽粪便中残存的抗生素被施入土壤后不仅使土壤中微生物的生态平衡，并且抗生素会通过富集在植物体中进入食物链；畜禽粪便中的抗生素也会随着渗透流失等途径进入水体，使水环境受到污染，并对其中的生物产生毒害作用；环境中残留的抗生素将会诱导细菌产生耐药性或导致强耐药性细菌的产生，甚至诱导细菌产生耐药性基因并在同类细菌中转移，对人类健康产生进一步危害。
1畜禽养殖业中抗生素的使用和残留现状
1.1畜禽养殖中抗生素的使用现状
1.2畜禽粪便中抗生素残留现状
畜禽排泄物中普遍含有四环素类、泰乐菌素、磺胺二甲嘧啶、青霉素等，这些抗生素的残留量一般在μg/kg级，以四环素类药物金霉素的残留为最高，远高于磺胺二甲嘧啶和泰乐菌素，表1中列出了常见畜禽粪便中检测到的抗生素种类及含量。张慧敏等通过对浙江北部集约化养殖场畜禽粪便残留量的调查显示：四环素类抗生素检出率较高，且四环素、土霉素和金霉素的平均残留量为3.36、6.48和3.79ｍｇ／kg（干重）。其中畜禽粪便中残留抗生素浓度为猪粪最高，其次为鸡粪，牛粪最低。张树清等通过对我国7个地区规模化养殖厂中猪粪和鸡粪采样，系统分析了其中残留的抗生素。结果显示，四环素在鸡粪中的检测浓度远远小于猪粪。通常同一种抗生素在猪粪中检测量高于家禽排泄物和牛粪，上述差异的出现可能与养殖品种的不同及饲料中使用抗生素情况差异有关。
2畜禽粪便中抗生素残留对环境的影响
2.1对土壤的影响
畜禽粪便中残留的抗生素进入环境的最主要途径是随粪便施入土壤，这些未经处理过的畜禽粪便其抗生素也会被土壤颗粒吸附，并且能够长期积累。当土壤中的抗生素积累到一定量时，它会显著影响土壤中的细菌、真菌和放线菌等生物，不仅影响微生物种类群落结构，还会诱导微生物产生耐药性，抑制或增强微生物的代谢途径等。有研究表明，当每千克土样中四环素含量超过１mg时可以显著抑制土壤中脱氢酶和磷酸酶的活力，实验室环境中泰乐菌素对土壤中的微生物群落功能和结构有明显的影响。抗生素可以抑制或者直接杀死微生物，它的存在使得土壤中的微生态结构破坏，进而影响有机质的腐烂和分解使土壤肥力下降。Ｄijck等研究表明，畜禽粪便中的抗生素可以抑制土壤中多种微生物的生长包括细菌、真菌、放线菌等，而这些微生物的减少会阻碍土壤中的硝化和矿化作用，从而阻碍了土壤正常的养分循环。
2.2对水环境影响
抗生素因其生物降解性及挥发性差故容易富集在水体底泥中，如果长期在水体中残留，不仅对水体中的微生物群落结构和种群造成损害还会对水生生物产生影响，甚至破坏水体中的生态系统。目前，对低剂量抗生素长期暴露下对水生生物毒性的研究还比较少，现在最主要的方式是以短期急性毒性试验为主。俞道进等研究发现，模型池塘中残留100mg／L土霉素即对该系统微生物群落结构产生了不可逆转的毒害。并且水体中抗生素残留对微生物的影响随微生物种类的不同而有差异，一般物种越高级所受影响越小。Hulling-Scrcnsen在集约化养殖场用抗生素添加剂对藻类的毒性影响试验中表明，抗生素对铜绿微囊藻的影响显著高于绿藻，后者约是前者的百分之一。
2.3对人类健康的潜在威胁
环境中的抗生素如果不加以控制，会在不同的介质中慢慢积累，最终危害人类的身体健康。饲料添加剂中的抗生素可被动物肠道少量吸收并且随着血液运输到各个器官，它不仅能存在于动物各组织中，也可以存在其副产品中如肉、蛋、乳等。现有的水体净化工艺缺乏对抗生素的去除措施，且缺少相应的检测装置，抗生素仍能通过日常生活用水进入人体，虽然只是痕量，但是长期饮用会对人类的健康产生威胁。
土壤中残留的的抗生素会富集在蔬菜水果中，如果食用后将会对人类健康产生损害。一些动物性食品残留的抗生素也会通过饮食进入人体，导致部分人群发生致敏反应，产生抗体；甚至可以干扰人类的免疫系统内分泌系统，严重的话可致突变、致癌、致畸等。
2.4畜禽粪便中抗生素抗性基因（ARGs）污染
3畜禽粪便中抗生素残留的去除方法
另外，畜禽粪便中含有大量的有机质，如果利用得当不仅解决了畜禽粪便抗生素残留的难题，而且能够使得这些物质能源化利用。沼气发酵处理畜禽粪便利用产生的沼气既可以点灯做饭解决日常生活中的能源问，也可以利用畜禽粪便进行燃烧发电。但是，沼气发酵并没有从根本上去除抗生素，其沼液和沼渣仍含有较高浓度的抗生素，利用之前还需去除残留抗生素以减少后续污染。目前其处理手段主要有物化处理方式和生物处理方式。物化处理方式包括混凝沉淀、吸附、气浮、反渗透、微电解和高级氧化处理方法，其中大部分抗生素的去除率都在80％以下，但也有少数工艺去除率较高。生物处理方法主要以厌氧一好氧组合工艺居有SBR法、UASB法和生物膜法等，大部分处理手段效果都较为理想，高于物理处理方式，因此也是具有潜力的发展方向。但是沼气发酵由于成本高，产气效率低一直以来使得它难以大量推广。
畜禽粪便中含有大量未分解吸收的营养物质（如粗蛋白、维生素、脂肪及微量元素），如果对其进行适当加工即可转化成粗制饲料继续饲喂较低等的动物。粪便饲料化作为一种理想的可循环的畜禽粪便资源高效利用技术，其安全性同样引人瞩目，抗生素残留的污染必须考虑其中。同样粪便饲料化过程当中抗生素的去除又是一个严峻的问题，如果能通过分离、筛选及基因工程改造获得安全有效抗生素降解菌株或者酶产品，畜禽粪便中抗生素问题也会迎刃而解。
4前景与展望
（1）抗生素替代品的研发。只有从源头上解决了抗生素使用问题，随之而来的环境问题将会迎刃而解；（2）堆肥技术处理畜禽粪便中抗生素残留。重点放在堆肥条件的优化，明确抗生素降解的机理，功能性微生物的筛选或基因工程改造：（3）开展不同环境中抗生素残留的调查，杜绝畜禽养殖业滥用抗生素现象，改善我国抗生素使用现状。
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