黑水虻转化厨余垃圾过程中病原菌灭活规律的研究与综合评价

• 作者: 任苗苗 姜慧敏 张守玉 徐卫平 王文霞 许建强 路延 金宁
• 来源期刊: 环境科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 黑水虻 厨余垃圾 大肠杆菌O157:H7 沙门氏菌 金黄色葡萄球菌 资源化 病害菌灭活
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1011-1022
• 页数: 12页
• 分类号: X705
• 语种: 中文
• DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0415

摘要

黑水虻能够有效取食厨余垃圾等有机固体废弃物,其自身转化为昆虫蛋白和脂肪等生物质,将厨余垃圾转化为虫沙有机肥,处理过程是一种有机固体废弃物的资源化新方法.为评估黑水虻处理厨余垃圾的效率与安全性,本课题研究黑水虻在厨余垃圾处理过程中,对大肠杆菌O157:H7(EC)、鼠伤寒沙门氏菌(ST)及金黄色葡萄球(SA)的灭活能力,评价黑水虻体内的抑菌因子,分析3种病原菌对黑水虻生长增重及厨余转化效率的影响.经过18d的黑水虻处理,研究发现:①第0和第6d两次以6.4～7.1 log10 CFU·g-1的浓度向厨余垃圾中分别接种EC、ST和SA以后,EC经4～6d处理被全部灭活、ST经3～4d处理被全部灭活,SA经6d处理,浓度下降到1.9～2.6 log10 CFU·g-1,但不能被全部灭活,病原菌的灭活效率呈现EC=ST＞SA的趋势(p＜ 0.001),且黑水虻体内无EC、ST或SA残留;②厨余垃圾降解过程中,初期和中期pH值主要呈现酸性(4.0～-5.3),对抑制EC、ST和SA起到了促进作用,后期pH值呈中性至弱碱性;③黑水虻对于EC和ST能够产生自身免疫抑制因子,且抑制活性ST＞EC,但对SA无明显的免疫抑制能力,SA的灭活主要依赖于黑水虻肠道菌群的竞争性抑制作用;④黑水虻的体长、体重、预蛹率、产率,以及厨余垃圾的生物转化率和减量化率未受病原菌存在的影响,18d后EC组、ST组和SA组的预蛹率均达到在80％以上,厨余减量化率分别达到74.0％、79.1％和78.5％,生物转化率分别达到13.0％、13.2％、19.4％.综上,黑水虻能够在彻底灭活EC、ST,99％灭活SA的同时,高效降解厨余垃圾(减量化率＞74％),并转化为虫体有机质(虫产率＞10％),是一种高效卫生的厨余垃圾资源化方法.今后的研究中,还需要加强以金葡菌为代表的抗逆性病原菌的灭活机制的探讨.