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氟喹诺酮类抗生素(Fluoroquinolones,FQs)广泛应用于人体和畜禽疾病的预防和治疗,由于其不易被生物体代谢,通常以原型排出体外,因而在水体、土壤等环境中经常被检出。污水中60%70%的FQs主要通过吸附作用进入到污泥中,污泥中的FQs残留对其堆肥后的资源化土地利用存在一定的环境风险。本研究以诺氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL)为研究对象,探索FQs在高温好氧堆肥中的生物降解机制及环境因素对其去除效果的影响,以期为污泥堆肥过程中FQs的环境风险评价提供基础数据,并为堆肥消减城市污泥中FQs残留环境风险的工艺优化提供依据。首先进行了堆肥中FQs生物降解机制的研究。取堆肥升温期、高温期、腐熟期的堆肥物料,添加FQs,使物料中FQs的添加量达到5.0 mg/kg(干物质),调节含水率约为60%,水浴控制物料在相应的温度并通风,以高温灭菌物料为对照组,进行生物降解试验。堆肥中生物降解酶的酶活性在不同堆肥阶段物料中的表现不同。漆酶(Lac)在中温物料中的酶活最大,但在高温物料中未检测到其活性。锰过氧化物酶(MnP)和木质素过氧化物酶(LiP)在中温物料、高温物料和腐熟物料中均有一定的活性。研究结果表明,中温、高温和腐熟物料中,NOR在07 d的主要代谢途径相似。在中温和高温物料中有两条途径,分别为:(1)NOR先脱去C2H2、后乙酰化,最后脱去乙酰氨基乙基;(2)NOR先乙酰化,后脱去C2H2,最后脱去乙酰氨基乙基。在腐熟物料中NOR的主要代谢途径与中温、高温物料中的第2条代谢途径一致。OFL在中温、高温物料中前7 d的主要代谢途径为OFL脱去甲基、乙酰化、脱去C2H2,最后脱去乙酰氨基乙基,在腐熟物料中的代谢途径有两条,分别为:(1)OFL脱去C2H2和甲基氨基乙基;(2)OFL脱去甲基、甲酰化、脱去C2H2、脱去甲酰氨基乙基。另外,本文研究了在FQs添加量分别0、2.5、5 mg/kg时,FQs的半衰期的变化。半衰期大小反映了其除去效率的大小。结果表明,FQs初始浓度越高,半衰期越大。FQs添加量为0 mg/kg时,半衰期介于35.669.3 d;FQs添加量为5mg/kg时,半衰期介于63.6123.8 d。物料含水率分别为50%、60%、70%时,中温物料中FQs的半衰期大小为:含水率70%>50%>60%,其中,含水率为60%时,NOR、OFL的半衰期最小,分别为68.6 d和83.5 d。高温物料中FQs的半衰期大小为为:含水率50%>60%>70%,其中,在含水率为70%时,NOR、OFL的半衰期最短,分别为60.3 d和84.5 d。此外,FQs在好氧条件下的半衰期远小于其在缺氧条件下的去除率,FQs在好氧条件下的半衰期介于68.6123.8 d,在缺氧条件下的半衰期介于157.5239.0 d。