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資環(huán)所在黑水虻高值轉(zhuǎn)化廢棄物安全性研究方面取得新進(jìn)展
近日，資環(huán)所顧文杰研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮院士團(tuán)隊(duì)在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域top期刊Science of the Total Environment（中科院一區(qū)，IF=9.8）發(fā)表題為“Inhibition of pathogenic microorganisms in solid organic waste via black soldier fly larvae-mediated management”的研究論文。資環(huán)所石超宏博士、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)謝鵬昊博士為論文第一作者，資環(huán)所顧文杰研究員、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)袁軍教授為論文通訊作者。
我國(guó)畜禽糞污、餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物產(chǎn)生量不斷增加，引發(fā)的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)日趨嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)安全、有效的廢棄物高值資源化利用技術(shù)至關(guān)重要。近年來(lái)興起的黑水虻轉(zhuǎn)化技術(shù)，既能對(duì)廢棄物進(jìn)行無(wú)害化和減量化，還能獲得昆蟲(chóng)蛋白、昆蟲(chóng)脂肪及其副產(chǎn)品，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，是一種新型綠色環(huán)保的廢棄物高值資源化方法，受到廣泛關(guān)注。在黑水虻轉(zhuǎn)化過(guò)程中，解析廢棄物和黑水虻腸道中的微生物，特別是病原微生物，對(duì)資源化產(chǎn)物的安全性和后續(xù)利用具有重要指導(dǎo)意義。
本研究通過(guò)分析豬糞與餐廚垃圾自然堆放和基于不同初始pH值條件下的黑水虻生物轉(zhuǎn)化過(guò)程堆體與黑水虻幼蟲(chóng)腸道微生物群落的變化規(guī)律，重點(diǎn)考察動(dòng)物和人畜共患病原微生物群落變化。研究發(fā)現(xiàn)，豬糞與餐廚垃圾自然堆放過(guò)程中，病原微生物相對(duì)豐度不斷提高，而黑水虻生物轉(zhuǎn)化過(guò)程可以顯著降低廢棄物中病原微生物的相對(duì)豐度與多樣性。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與偏最小二乘路徑模型分析，發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲(chóng)腸道微生物菌群在堆體中占據(jù)一定生態(tài)位，從而抑制了堆體病原微生物的繁殖。此外，不同廢棄物和初始pH值對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)腸道微生物菌群無(wú)顯著影響，且黑水虻幼蟲(chóng)腸道微生物中病原微生物的相對(duì)豐度極低，始終保持相對(duì)穩(wěn)定水平。本研究證明了黑水虻在處理廢棄物領(lǐng)域降低其公共健康風(fēng)險(xiǎn)方面的潛力和作為飼料蛋白源的安全性。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（42277297）、廣東省鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專(zhuān)項(xiàng)資金（農(nóng)業(yè)科技能力提升）（2023TS-3）、豬禽種業(yè)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（ZQQZ-26）、院“十四五”農(nóng)業(yè)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)（202121TD）、茂名實(shí)驗(yàn)室科研啟動(dòng)（2021TDQD002）等項(xiàng)目的共同資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169767
