化学物质——从用于保持牲畜健康的抗生素到保护作物免受昆虫和其他害虫侵害的杀虫剂——在现代农业中发挥着重要作用。然而，这些物质中的许多积聚在用作肥料的牛粪中，污染作物，渗入地下水，污染水道，对人类健康和环境构成威胁。

由约翰霍普金斯大学环境工程师领导的一项研究表明，厌氧消化——利用微生物在缺氧的情况下分解有机物质——可以在牛粪污染附近的土壤和水之前，将这些潜在的有害化学物质从牛粪中去除。更重要的是，这个过程还可以产生可持续的能源，因为粪便中的有机物质会分解成甲烷，一种沼气。

研究小组成员、约翰·霍普金斯大学环境健康与工程学助理教授卡斯滕·普拉斯说:“农业中抗生素和农药的使用越来越多，给人类健康和环境带来了重大风险，因此，想出措施减轻它们的负面影响至关重要。”“我们的工作突出了厌氧消化作为一种解决方案的潜力。”

该团队的研究结果发表在《整体环境科学》杂志上。

在美国，厌氧消化通常用于处理污水污泥。作为一种处理牲畜粪便的方法，它在其他国家也越来越受欢迎。这些方法的主要目标是减少通常储存在大型开放泻湖中的动物内脏的温室气体排放。以前的研究主要集中在兽医抗生素对参与厌氧消化的微生物的影响上。

普拉斯的团队有一个不同的目标:确定厌氧消化是否可以用来去除这些化学物质，以及潜在地产生沼气。此外，研究人员并没有仅仅关注厌氧消化是否去除了这些化学物质，而是研究了厌氧去除过程中产生的物质。

“通过研究微生物分解化学物质的途径，我们深入了解了产生了哪些新物质，”普拉斯说。“这揭示了哪些微生物促进了消化，以及它们是成功地完全分解了‘母体’污染物，还是仅仅将它们转化为其他新的、潜在的相关化合物。”

在他们的研究中，研究人员调查了20种常见的牛粪物质在装满粪便的小实验室容器中进行厌氧消化时的命运。他们发现其中11种物质分解了，在这个过程中产生了47种新的物质(称为“转化产物”)。

研究小组还发现了另一个重要发现:从有机化合物中去除氯会产生持久性更低、毒性更小的转化产物。

“虽然我们的研究是重要的一步，但它也强调了需要更多的研究来了解产生的转化产品，以及结果是否可以转化为全面的治疗系统，”普拉斯说。

更多信息:Christopher L. Brueck等人，评估动物粪便厌氧消化过程中抗生素和农用化学品的命运，《全环境科学》(2022)。DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2022.159156

约翰霍普金斯大学提供

引用本文:环境工程师建议，厌氧消化可用于清洁牛粪，生产燃料(2024,12月7日)

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