摘要
好氧堆肥是一项高效处理利用固体有机废弃物的技术，但是从全局来看，其负载的高微生物量在处理过程中会随着排出气转化为生物气溶胶在大气中持续扩散，成为潜在生物风险。然而，目前关于堆肥生物气溶胶的研究大多集中于借助培养法和测序技术分析其粒径分布与微生物结构组成上，关于生物气溶胶负载的抗微生物药物耐药性(AntimicrobialResistance,AMR)的研究大多集中在养殖场、污水处理厂等风险环境，而关于堆肥生物气溶胶中风险污染物的排放，特别是抗生素抗性基因(antibioticsresistancegenes,ARGs)的研究在国内外尚未开展。因此，本研究针对好氧堆肥过程生物气溶胶排放严重、排放物质不明等问题，借助撞击培养法、高通量测序以及宏基因组测序技术，充分研究了堆肥生物气溶胶的粒径分布、群落组成及其负载的潜在离子毒性和AMR威胁，为明确堆肥过程生物气溶胶排放及暴露风险提供理论依据和数据支撑。研究结果表明: (1)堆肥期间排放的PM2.5浓度在40～129μg/m3间浮动，排放集中在堆肥初期，高温期排出气的大量饱和水蒸气携带有助于降低其排放。随着堆肥进行,气载需氧菌粒径结构不断发生改变，而真菌则长期以单细胞或小细胞聚集体(＜3.3μm)存在。生物气溶胶中微生物组成几乎不受堆肥时间的影响，主导细菌为Firmicutes(厚壁菌门)、Actinobacteriota(放线菌门)、Proteobateria(变形菌门)，真菌为Ascomycota(子囊菌门)和Basidiomycata(担子菌门)，且真菌具有更高的气溶胶化潜力。 (2)堆肥PM2.5中共检测出编码21种抗生素耐药性的ARGs,浓度为-4.50～0.70PPM/m3(Log10ARGs),其中以编码氨基糖苷类(Aminoglycoside)、β-内酰胺类(Beta-lactam)、糖肽类(Glycopeptide)、大环内酯类-林可酰胺类-链霉素类(MLS)、多药类(Multidrug)、四环素类(Tetracycline)耐药性的ARGs亚型最多。此外，89种潜在人类致病菌被检出，以Escherichiacoli(大肠杆菌)、Salmonellaenterica(肠道沙门氏菌)、Klebsiellapneumoniae(肺炎克雷伯氏菌)、Staphylococcusaureus(金黄色葡萄杆菌)为代表的可培养潜在多重耐药致病菌携带了编码多种常用药物耐药性的ARGs亚型，并且浓度颇高(-0.57～1.15PPM/m3(Log10ARGs))。 (3)堆肥的特殊环境会造成严重的AMR污染，但在大气湍流作用下扩散至下风向0.2km处浓度降低至清洁空气水平，对环境潜在风险较小。
NETL