高昕玥，翁君杰，唐冠韜，周 磊，趙鵬勃，王長(zhǎng)安，車得福

（1.西安交通大學(xué)，動(dòng)力工程多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安710049；2.寧波明州熱電有限公司，浙江 寧波315000；3.西安西熱鍋爐環(huán)保工程有限公司，陜西 西安710054）

0 引 言

抗生素是生物活性物質(zhì)的一種，主要用于治療各種細(xì)菌感染或致病微生物感染類疾病，其主要由細(xì)菌、霉菌或其他微生物代謝產(chǎn)生，抗生素的應(yīng)用對(duì)人類的醫(yī)療發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。我國每年生產(chǎn)70多種抗生素，總產(chǎn)量很高，是名副其實(shí)的抗生素生產(chǎn)和消費(fèi)大國，而我國抗生素出口量約占世界抗生素總出口量的70%。在抗生素生產(chǎn)過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的藥渣，如果處理不當(dāng)不僅會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染問題，而且會(huì)引起嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，因此針對(duì)抗生素藥渣的資源處置技術(shù)開展研究工作十分迫切。

微生物發(fā)酵制藥后所產(chǎn)生的固體廢棄物，即被稱為抗生素藥渣?？股厣a(chǎn)過程中對(duì)原材料的利用率僅為1%～4%，由此在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢棄藥渣。據(jù)悉，生產(chǎn)一種抗生素基本需要原材料10余種，每千克抗生素就需要消耗25～l00 kg的原材料，而原材料大部分殘留在殘?jiān)小Ｑ芯勘砻?，抗生素藥渣不斷在水體、土壤、污泥中進(jìn)行遷移、吸附和自然降解，殘?jiān)械目股貢?huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，容易增加土壤中耐藥菌的數(shù)量，耐藥菌通過水循環(huán)或者食物鏈循環(huán)傳給人類，將會(huì)對(duì)人類的公共健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。據(jù)悉，自2008年起，我國已將抗生素菌渣定性為危險(xiǎn)固體廢物，其高效安全處置問題十分重要。

抗生素藥渣中通常含有殘留的抗生素，但藥渣中殘留的抗生素含量很少，通常質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.004%～0.3%，除此外抗生素中主要含有豐富的有機(jī)物、營養(yǎng)物質(zhì)以及添加礦物質(zhì)等。若抗生素藥渣不經(jīng)處理而直接丟棄處理，會(huì)成為國家能源發(fā)展的負(fù)擔(dān)；若抗生素藥渣處理不當(dāng)直接進(jìn)入環(huán)境，造成資源浪費(fèi)的同時(shí)更會(huì)嚴(yán)重影響人體健康和生態(tài)安全。因此，對(duì)于抗生素藥渣，目前應(yīng)該持續(xù)開發(fā)高效安全的抗生素藥渣無害化處置技術(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)藥渣的“無害化、減量化、資源化”。

對(duì)于抗生素藥渣，已有相關(guān)綜述研究。但側(cè)重點(diǎn)不盡相同，其中天津大學(xué)陳冠益系統(tǒng)地闡述了抗生素藥渣類型、性質(zhì)和危害，并歸納了各類熱化學(xué)處理技術(shù)和非熱化學(xué)處理技術(shù)，提出了用烘焙技術(shù)消除抗生素藥渣的生物危險(xiǎn)性的理念。河南工業(yè)大學(xué)的王金雙主要從抗生素藥渣的來源和特點(diǎn)進(jìn)行分析，歸納總結(jié)了7種抗生素藥渣處理手段，各種手段的優(yōu)缺點(diǎn)需要進(jìn)一步地深入對(duì)比分析。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的公丕成從資源化技術(shù)和安全性評(píng)估兩個(gè)方面對(duì)此進(jìn)行總結(jié)，系統(tǒng)闡述了評(píng)估指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)困難。華北制藥集團(tuán)的劉勇剛認(rèn)為抗生素藥渣肥料化與能源化是規(guī)?；幹每股厮幵挠行緩?，并偏重于研究生物安全性檢測(cè)方法與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，但文中并未對(duì)抗生素進(jìn)行分類研究，也未深入對(duì)比分析各處置技術(shù)的優(yōu)劣。

本文綜述了關(guān)于抗生素藥渣資源化處置的主要技術(shù)現(xiàn)狀，首先對(duì)抗生素進(jìn)行了詳細(xì)分類，進(jìn)一步分析討論了抗生素藥渣成分及其特點(diǎn)，總結(jié)了目前抗生素藥渣資源化處置技術(shù)的最新研究進(jìn)展，分析了各處置技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn)以及適用條件，最后對(duì)抗生素藥渣處置技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，以期為抗生素藥渣高效清潔安全處置提供一定的理論支撐與科學(xué)指導(dǎo)。

1 抗生素的種類與藥渣成分

1.1 抗生素的種類

抗生素種類繁多，按照抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及作用機(jī)理，將目前主要的抗生素總結(jié)歸納為β-內(nèi)酰胺類抗生素、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素、四環(huán)素類抗生素、氨基糖苷類抗生素、多肽類抗生素以及其他種類抗生素6大類。

（1）β-內(nèi)酰胺類抗生素

此類抗生素化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有β-內(nèi)酞胺環(huán)，青霉素和頭孢菌素是常見的此類抗生素，其作用機(jī)制相似，主要抑制抗革蘭氏陽性菌的活性，通過抑制轉(zhuǎn)肽酶干擾細(xì)胞壁的合成。

（2）大環(huán)內(nèi)酯類抗生素

紅霉素和羅紅霉素等是臨床常見的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，此類抗生素以大環(huán)內(nèi)酯為母體，通過羥基以苷鍵和1～3個(gè)糖分子相連。

（3）四環(huán)素類抗生素

四環(huán)素、土霉素和金霉素是臨床常見的四環(huán)素類抗生素，該類抗生素是兩性物質(zhì)，通常在堿性水溶液中易降解，在酸性水溶液中則較穩(wěn)定，四環(huán)素類抗生素由鏈霉菌提取，氫化駢四苯是其共同具有的基本母核，不同抗生素間僅取代基有所不同。

（4）氨基糖苷類抗生素

常見的氨基糖苷類抗生素有慶大霉素、鏈霉素和卡那霉素等，此類抗生素呈堿性，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有氨基醇環(huán)和氨基糖分子，并由配糖鍵連接成苷。

（5）多肽類抗生素

常見的多肽類抗生素有萬古霉素。

（6）其他種類抗生素

抗生素種類不同造成抗生素藥渣間成分可能存在著巨大不同，因此在藥渣資源化利用過程中，需充分考慮藥渣來源和成分差異性可能造成的影響，需在特定條件下根據(jù)實(shí)際需要和藥渣成分特征，選取或者開發(fā)個(gè)性化的藥渣資源化利用技術(shù)及方案。

1.2 抗生素藥渣成分

生產(chǎn)抗生素過程中，培養(yǎng)基中放入能產(chǎn)生抗生素的微生物，經(jīng)過發(fā)酵與培養(yǎng)后，在罐中對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行過濾，分離出濾液和濾餅，濾餅部分即為藥渣。抗生素藥渣一般外觀呈豆腐渣樣，含水率高，含有豐富的有機(jī)質(zhì)，其主要成分為微生物菌絲體和未被利用的淀粉、黃豆粉和棉籽蛋白等有機(jī)質(zhì)以及少量未被完全提取的抗生素和黃血鹽、氯化鋁和硫酸鈣等代謝產(chǎn)物，以及在提取過程中的各種添加劑。因此，抗生素藥渣通常含有大量有機(jī)質(zhì)，且水分含量高，礦物質(zhì)種類較復(fù)雜。

在抗生素中，菌絲體里含有蛋白質(zhì)、幾丁質(zhì)、葡聚糖等有機(jī)物質(zhì)，而蛋白質(zhì)又占菌絲體的50%。楊杰榮[22]對(duì)青霉素的菌絲體進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)青霉素菌絲體的主要元素組成是C、H、O、N，其中C含量占44%，O含量占30%。在微生物發(fā)酵生產(chǎn)過程中，根據(jù)抗生素微生物的生化特性，提取抗生素藥渣中有用成分的提取可分為從發(fā)酵液中提取出以及從菌絲體中提取出2種方式。但是通過這2種提取方式，抗生素藥渣中都仍然會(huì)殘留少量的抗生素、菌絲體以及中間代謝產(chǎn)物。而殘留在藥渣中的抗生素和菌絲體對(duì)其處理技術(shù)提出了更高要求，如果處理不當(dāng)，殘留的此類物質(zhì)會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境保護(hù)造成不可逆的影響。

2 藥渣處置技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

科學(xué)合理的藥渣處置技術(shù)，不僅能夠安全環(huán)保地解決藥渣造成的環(huán)境問題，還能夠最大限度地利用藥渣，使其有效的資源部分實(shí)現(xiàn)二次利用。目前，國外發(fā)達(dá)國家通常只生產(chǎn)技術(shù)成分高、附加值高的抗生素，而將常規(guī)抗生素生產(chǎn)推向發(fā)展中國家，而國外一般采用高溫焚燒的方法處置藥渣。而國內(nèi)囿于抗生素生產(chǎn)規(guī)模大和難以支付焚燒法的高昂費(fèi)用等原因，過去一般把抗生素藥渣作為飼料或肥料進(jìn)行處置，然而近年來越來越多的學(xué)者研發(fā)了替代的藥渣資源化技術(shù)或方法。但是，藥渣含水率高和存在殘留抗生素是當(dāng)前抗生素藥渣安全處置技術(shù)面臨的兩大技術(shù)難題。堆肥化、能源化、填埋、飼料化、藥渣脫毒以及其他綜合利用技術(shù)是目前我國常采用的抗生素藥渣處置技術(shù)。

2.1 堆肥化技術(shù)

藥渣堆肥化技術(shù)是指人為依靠微生物（細(xì)菌和真菌等）發(fā)酵促進(jìn)藥渣中有機(jī)物腐殖化、礦質(zhì)化和無害化，然后將其作為有機(jī)肥料使用。厭氧堆肥、好氧堆肥以及物理化學(xué)法堆肥是常用的藥渣堆肥化技術(shù)。厭氧堆肥是厭氧微生物在缺氧或無氧條件下將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的堆肥化技術(shù)。好氧微生物利用藥渣中有機(jī)質(zhì)進(jìn)行新陳代謝，從而氧化分解成小分子的生化過程被稱為好氧堆肥。物理化學(xué)法制肥是目前企業(yè)中認(rèn)可度較高的抗生素藥渣處置技術(shù)，該技術(shù)先用物理化學(xué)法對(duì)抗生素藥渣進(jìn)行脫毒，然后再進(jìn)行堆肥處理。該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)抗生素藥渣的資源化，在一定程度上能降解藥渣中抗生素且操作成本較低，在農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)提高與保護(hù)環(huán)境方面有著顯著的效果，促進(jìn)綠色“有機(jī)農(nóng)業(yè)”發(fā)展。

已有眾多學(xué)者對(duì)抗生素藥渣單獨(dú)堆肥或者與其它物質(zhì)協(xié)同堆肥處置開展了研究工作，取得了一定的研究成果。張紅娟等將林可霉素藥渣與牛糞混合堆肥進(jìn)行研究，結(jié)果表明堆肥處理可降解林可霉素里的抗生素，并且堆肥后的種子不具有毒性。Kakimoto等在青霉素藥渣堆肥過程中，研究發(fā)現(xiàn)生物因素對(duì)青霉素的降解作用微小，氨和pH值水平等非生物因素對(duì)青霉素降解影響較大。華北制藥集團(tuán)將HB藥渣與青霉素藥渣混合，并通過微生物發(fā)酵進(jìn)行堆肥處理，研究發(fā)現(xiàn)該肥料不僅降低殘留青霉素活性而且還能提高土壤肥力，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。李路平等通過將污泥、抗生素藥渣以及肌苷發(fā)酵渣液等混合加工成有機(jī)肥料，發(fā)現(xiàn)使用該化肥同樣可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。Dolfiver等通過實(shí)驗(yàn)研究了金霉素、樂菌素和莫能菌素在堆肥處理過程中的降解率。Yang等在溫度為55℃的環(huán)境下，將青霉素藥渣和污水污泥進(jìn)行3 d的混合堆肥處理，結(jié)果表明，肥料中的殘留青霉素被完全去除并且大幅度地提高了種子的發(fā)芽指數(shù)。

堆肥處理技術(shù)是成本低、處理方便的技術(shù)手段，適用于毒副作用小、抗生素易降解的藥渣。倘若藥渣中殘留抗生素沒有被完全清除，那么長(zhǎng)期加工成肥料使用的話，抗生素會(huì)流入到植物或微生物中累積并形成耐藥性，從而造成生態(tài)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，所以必須要對(duì)抗生素菌渣再生產(chǎn)品的安全使用問題進(jìn)行評(píng)估。

2.2 能源化技術(shù)

能源化技術(shù)主要是通過一定的熱轉(zhuǎn)化方式，將抗生素藥渣轉(zhuǎn)化為一定的能源資源或者熱能進(jìn)一步利用，該技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)菌渣減量化、穩(wěn)定化、資源化，常用的能源化技術(shù)有焚燒技術(shù)、熱解產(chǎn)氣技術(shù)和厭氧消化技術(shù)。

藥渣焚燒技術(shù)是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，有機(jī)廢物與充足的氧氣在高溫焚燒爐內(nèi)混合燃燒，廢物中的有毒有害物質(zhì)在爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)氧化、熱解。焚燒技術(shù)，是目前在有機(jī)固廢處理領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的處置方式之一，能在短時(shí)間內(nèi)減少藥渣數(shù)量，并消除有害物質(zhì)且回收熱量。但是由于抗生素藥渣普遍含水率較高，有的抗生素藥渣含水率可達(dá)總質(zhì)量的80%以上，在直接焚燒之前需要進(jìn)行干燥處理，并且抗生素藥渣熱值低，在焚燒過程中需要添加煤焦、汽油等輔助燃燒。因此藥渣焚燒過程中大量SOx、NOx等有害氣體，甚至二噁英、呋喃等有害物質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大污染，同時(shí)該技術(shù)高耗能，高成本，且工藝復(fù)雜。

藥渣熱解產(chǎn)氣技術(shù)是藥渣在缺氧或無氧的環(huán)境下被高溫分解為氣體燃料（H2、CH4和CO等），有機(jī)液體燃料（甲醇、有機(jī)酸和焦油等）以及固定碳（焦炭、炭黑）等可儲(chǔ)存性能源的技術(shù)。因?yàn)樵趨捬趸蛉毖鯒l件中，所以被分解產(chǎn)生的氣體較少，且大部分的重金屬被固化在焦炭之中，對(duì)環(huán)境的污染較小。而且熱解技術(shù)具有很強(qiáng)的脫毒能力，資源化效果好，但運(yùn)行成本高，在一定程度上限制了熱解產(chǎn)氣技術(shù)的發(fā)展。但該處置技術(shù)適用于穩(wěn)定性強(qiáng)、毒副作用較大的抗生素藥渣，具有一定的研究?jī)r(jià)值。目前熱解氣化技術(shù)的研究熱點(diǎn)集中于城市固廢、污泥及秸稈等生物質(zhì)上，并相應(yīng)取得了顯著成果。由于在理化特性上，抗生素藥渣與城市垃圾秸稈等生物質(zhì)具有一定的相近性，所以也可以使用熱解產(chǎn)氣技術(shù)研究抗生素藥渣。貢麗鵬用熱解氣化技術(shù)研究土霉素藥渣，表明在溫度為220～800℃時(shí)，土霉素藥渣的失重率最大，達(dá)到了75%。對(duì)藥渣進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析研究，發(fā)現(xiàn)提高升溫速率，活化能和頻率因子會(huì)降低，研究還耦合化學(xué)活化法與熱解技術(shù)，制備出了吸附活性較高的活性炭。尤占平對(duì)鏈霉素、慶大霉素藥渣進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提高熱解溫度，能增加熱解氣產(chǎn)量，但會(huì)降低可凝結(jié)相約焦炭產(chǎn)量。焦永剛通過研究抗生素藥渣熱解處理的可行性，分析熱解產(chǎn)物成分，得到可將熱解工藝處理抗生素藥渣的結(jié)論。

藥渣厭氧消化技術(shù)是在厭氧環(huán)境下，抗生素藥渣中的有機(jī)物質(zhì)被厭氧菌分解成沼氣和二氧化碳的過程，是一種高效的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)。孫效新用厭氧消化技術(shù)研究多種抗生素藥渣以及廢液，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)厭氧消化技術(shù)能對(duì)青霉素、麥迪霉以及混合廢液進(jìn)行處理并制取沼氣，而厭氧消化技術(shù)對(duì)土霉素藥渣液的制備效果差。所以部分抗生素藥渣可以引入?yún)捬跸幚砑夹g(shù)，但厭氧消化技術(shù)并不適用于所有種類的抗生素藥渣。Zhang等對(duì)頭孢菌渣進(jìn)行厭氧消化處理后發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，經(jīng)過堿熱法預(yù)處理的藥渣的產(chǎn)氣量要高于未預(yù)處理的藥渣，厭氧產(chǎn)氣的效果明顯提高。李士蘭等用厭氧消化技術(shù)對(duì)卡娜霉素藥渣和酒糟的混合燃料進(jìn)行處理可以制取到品質(zhì)較高的沼氣。厭氧消化技術(shù)雖然能分解一部分抗生素藥渣的有機(jī)質(zhì)，但難以對(duì)殘?jiān)M(jìn)行完全脫毒，無法保障安全性，并且抗生素藥渣中的菌絲體具有剛性的細(xì)胞壁，厭氧消化技術(shù)難以完全破壞掉細(xì)胞壁，所以胞內(nèi)的有機(jī)質(zhì)釋放量較少，難以充分利用。因此需要進(jìn)行預(yù)處理破壞掉細(xì)胞壁，提高胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)的釋放率，從而顯著提高沼氣產(chǎn)率。當(dāng)前使用厭氧消化技術(shù)處理抗生素藥渣雖然取得了一定的進(jìn)展，但未來仍需要在處理抗生素殘留和破壞菌絲體中的細(xì)胞壁中開展進(jìn)一步的深入研究。

此外，還有學(xué)者利用水煤漿與水熱法等能源化技術(shù)處置抗生素藥渣。例如，張曄把林可霉素藥渣與淮北煤混合制成水煤漿，研究發(fā)現(xiàn)藥渣能顯著降低水煤漿的成漿濃度，而且與普通水煤漿相比，藥渣水煤漿具有更低的活化能以及更容易著火等優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)前該技術(shù)還存在一定的行業(yè)壁壘，技術(shù)難以普遍推廣。Zhang等用水熱法處置抗生素藥渣，并制備固體生物燃料，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在200℃，反應(yīng)時(shí)間為30 min時(shí)，固體燃料的回收率最高，為42.5%。目前水熱法技術(shù)也尚不成熟，需要在高溫高壓的條件下進(jìn)行，處置成本高，也需要考慮技術(shù)過程中復(fù)雜礦物質(zhì)對(duì)水熱反應(yīng)器可能產(chǎn)生的腐蝕加劇問題。

2.3 填埋技術(shù)

填埋技術(shù)主要適用于不能再回收有效成分和能量的廢棄物，藥渣填埋技術(shù)將藥渣儲(chǔ)存在土壤中，藥渣長(zhǎng)期在微生物的作用下趨于無害化。然而，藥渣填埋會(huì)占用大量的土地資源，且藥渣通常具有較高的含水率，若處置不當(dāng)還會(huì)產(chǎn)生大量的滲濾液污染地下水。雖然抗生素藥渣填埋技術(shù)處置操作簡(jiǎn)單，成本較低，但極大占用我國有限的土地資源，還存在污染地下水的可能隱患。因此，目前已經(jīng)很少有企業(yè)直接采用該技術(shù)大量處置抗生素藥渣。

2.4 飼料化技術(shù)

部分抗生素藥渣中富含的蛋白質(zhì)、人體所需的氨基酸以及微量元素使抗生素藥渣具有作為飼料蛋白質(zhì)添加劑的潛力，抗生素藥渣飼料化不僅能提高家禽的存活率且促進(jìn)家禽生長(zhǎng)，還能解決環(huán)境污染問題，具有較大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)。但是，藥渣中的殘留抗生素會(huì)通過飼料在動(dòng)物體內(nèi)富集，使動(dòng)物產(chǎn)生抗藥性，并且食用這些肉、蛋、奶等畜禽產(chǎn)品會(huì)通過食物鏈在人體內(nèi)蓄積，進(jìn)而危害人體健康。在抗生素藥渣飼料化處理過程中，要充分考慮生物鏈富集作用帶來的抗生素在人體進(jìn)一步累計(jì)的潛在問題。

根據(jù)我國已發(fā)布的《國家危險(xiǎn)廢物名錄》和《禁止在飼料和動(dòng)物飲用水中使用的藥物品種目錄》，當(dāng)前我國完全禁止抗生素藥渣直接用作飼料，相關(guān)目錄的制定和實(shí)施，對(duì)抗生素藥渣資源化處理技術(shù)和實(shí)施方案的選擇，提出了更高要求。

2.5 藥渣脫毒技術(shù)

藥渣脫毒即抗生素消除技術(shù)，將抗生素中的毒性脫除，主要有化學(xué)降解法和生物降解法?；瘜W(xué)降解法，通過加入化學(xué)試劑使其失去活性，并加入酸堿溶劑破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且酸堿濃度越高降解效果越明顯。該技術(shù)降解耗時(shí)短，效果好，但是操作復(fù)雜，成本高，還會(huì)產(chǎn)生大量廢水，對(duì)環(huán)境造成二次污染。孫宏麗等利用鹽酸處理土霉素藥渣的處理率達(dá)97%。馬玉龍等使用酸堿溶劑對(duì)泰樂菌素藥渣進(jìn)行降解，研究發(fā)現(xiàn)酸堿對(duì)泰樂菌素均有降解作用，并且濃度越高降解越明顯。陳學(xué)軍使用酸堿溶劑對(duì)泰樂菌素進(jìn)行降解，研究發(fā)現(xiàn)堿對(duì)泰樂菌素具有顯著的降解作用，而酸對(duì)泰樂菌素降解效果不大。因此可知，酸堿溶劑對(duì)不同抗生素藥渣具有不同的處理效果，實(shí)際采用該方法處理抗生素藥渣時(shí)需有效控制關(guān)鍵參數(shù)。

藥渣生物降解法是指利用抗生素藥渣作為微生物培養(yǎng)的營養(yǎng)物質(zhì)，微生物在生長(zhǎng)的過程中將藥渣中的有機(jī)物質(zhì)分解礦化掉，從而達(dá)到降解抗生素的目的。生物降解法不僅操作簡(jiǎn)單而且安全無毒性。許曉玲研究紅圓酵母對(duì)紅霉素降解情況，研究發(fā)現(xiàn)紅圓酵母能以紅霉素作為唯一生長(zhǎng)碳源，當(dāng)在pH值為5.5，反應(yīng)48 h的條件下，紅圓酵母能對(duì)紅霉素實(shí)現(xiàn)完全降解。丁惠君探究了HBT和SA與漆酶混合對(duì)磺胺類抗生素的降解影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加HBT對(duì)漆酶降解抗生素效果不大，添加SA對(duì)漆酶降解抗生素有作用，而且添加的濃度越高，對(duì)漆酶降解作用越明顯。因此，提高微生物的酶活性并加快微生物的代謝作用是目前抗生素藥渣生物降解的主要研究方向。

2.6 其他綜合利用技術(shù)

除了上文提到的抗生素藥渣處理技術(shù)外，近年來又有相關(guān)學(xué)者提出了一些其它的綜合處置技術(shù)。大量營養(yǎng)物質(zhì)殘留在抗生素藥渣中，如從青霉素菌絲體中可以提取麥角固醇和殼聚糖，活性炭、重金屬離子吸附劑以及石膏緩凝劑的制備可以利用菌絲體。

周寶華等用青霉素藥渣為原料制備活性炭，活化劑為碳酸鉀，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)活化劑與原料質(zhì)量比為1∶3，在800℃下活化3 h，能得到7.1%的產(chǎn)物活性炭。陳黎等用熱裂解法處置妥布霉素藥渣，制備生物活性炭，研究發(fā)現(xiàn)活性碳具有多孔結(jié)構(gòu)，而且表面含有豐富的官能團(tuán)，能吸附重金屬和有機(jī)污染物。Tan等人用氫氧化鈉改性青霉素菌絲體吸附水中鎳離子，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)吸附5 h后，可吸附260 mg/g。由于抗生素藥渣含水量較高，有學(xué)者提出用抗生素藥渣制備石膏緩凝劑。Ren等研究發(fā)現(xiàn)在pH=11的溶液中，當(dāng)溫度為80℃時(shí)，制備出的青霉素菌絲石膏緩凝劑，與傳統(tǒng)緩凝劑相比，能延長(zhǎng)石膏凝結(jié)時(shí)間，且不會(huì)對(duì)石膏的機(jī)械性能產(chǎn)生影響。主要抗生素藥渣資源化處置技術(shù)的特征以及主要優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

表1 主要抗生素藥渣資源化處置技術(shù)對(duì)比Table 1 Comparison of the resource treatment technology of the main main antibiotic drug residue

劉波文等研究發(fā)現(xiàn)干青霉素菌絲體的熱值高達(dá)21.13 MJ/kg，其中含有大量有機(jī)物，含碳量為44.08%，于是將青霉素菌絲體炭化成活性炭，但制備活性炭前，需要先對(duì)菌絲體進(jìn)行干燥處理，這不僅能耗大，成本高，而且炭化過程中容易產(chǎn)生焦油和尾氣等廢棄物。故而此方法并不具備普遍適用性，成本高和利用率低是其不可忽視的致命缺陷。所以抗生素藥渣基本沒有實(shí)現(xiàn)減量化，大量剩余藥渣仍需要進(jìn)一步處置，這也可能是未來抗生素藥渣處置的研究方向。

3 結(jié) 語

由于抗生素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，導(dǎo)致對(duì)藥渣資源化利用途徑也不盡相同。因此，先需要根據(jù)藥渣自身的性質(zhì)進(jìn)行分類，然后設(shè)計(jì)出不同資源化處理方法，目前對(duì)藥渣安全處置的最大技術(shù)難題是含水率高和抗生素殘留消除不徹底的問題。

當(dāng)前國家已明令禁止把抗生素藥渣進(jìn)行飼料化生產(chǎn)，而堆肥化技術(shù)會(huì)使抗生素在植物與微生物體內(nèi)富集從而形成耐藥性，可能會(huì)導(dǎo)致潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)?？股厮幵哪茉椿夹g(shù)是大規(guī)模解決抗生素藥渣處置問題的有效途徑之一，可以考慮將抗生素藥渣與其它高熱值燃料進(jìn)行共燃共氣化處置，以便解決藥渣發(fā)熱量偏低帶來的高效熱轉(zhuǎn)化難題。直接填埋處置技術(shù)雖然操作簡(jiǎn)單，成本較低，但極大占用土地，還存在污染地下水的隱患?；瘜W(xué)降解法技術(shù)操作復(fù)雜，且成本高，同時(shí)產(chǎn)生大量廢水，易對(duì)環(huán)境造成二次污染，但其降解效果好，耗時(shí)短。生物降解技術(shù)，利用微生物對(duì)抗生素藥渣進(jìn)行降解，通過改造微生物的代謝和提高微生物的酶活性，是未來抗生素藥渣研究的熱點(diǎn)之一。

而綜合利用技術(shù)提取抗生素里的有用成分，如麥角固醇、核糖核酸、重金屬離子吸附劑等，雖然這些方法不具普遍適用性，且成本高，利用率低，但這可能是未來抗生素的主要研究方向。因此，針對(duì)不同抗生素藥渣的特點(diǎn)，選擇適合的抗生素藥渣處理處置技術(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)無害化、減量化、資源化處理抗生素藥渣，對(duì)解決當(dāng)前面臨的環(huán)境問題具有重要意義。