抗生素菌渣处理费用高标准不完善
水体、土壤检出抗生素残留已经不是新鲜事,这一环境问题不可小觑。实际上,不仅抗生素本身可能引发污染,其生产过程中的残渣带来的环境危害同样值得关注。近日,在由中国环境科学学会组织的一场技术交流会上,专家们呼吁提高对抗生素菌渣处理、利用的重视程度,加以规范,以维护环境安全。
中国环境科学研究院固体废物研究所副所长黄启飞表示,我国每年生产的抗生素有70多种,年产量约为24.8万吨,占全世界的70%。以生产1吨抗生素产生10吨菌渣计算,每年会产生200万吨菌渣。新鲜菌渣含水率高达90%,极易变质发臭。如果不能及时有效处置,会造成大气、水及土壤环境污染,加剧细菌的耐药性,危害人体健康。
据介绍,2002年,国家将抗生素菌渣列入《禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录》,2008年列入《国家危险废物名录》。
“菌渣本身是粮食做的发酵基质,危险性和对人体的急性危害并不突出,但菌渣含有残留的抗生素,作为饲料使用等方式导致的滥用会造成较大危害,可能导致超级细菌等问题。”黄启飞说,如何安全、经济地处理抗生素菌渣,已成为制约行业面临的一大挑战。
黄启飞告诉记者,目前,对菌渣的处理,理论上有三个途径,焚烧、安全填埋和资源化。由于菌渣本身被列为危废,需要采取特殊的焚烧方式,每吨的处置成本高达3000元。而由于含水率太高,根本没有填埋场愿意接收。
[抗生素菌渣处理费用高]
抗生素菌渣循环利用是否合法?
高昂的处理费用大大增加了企业的负担。个别企业因污水和焚烧尾气不达标,被处罚甚至被勒令停产。也有少数不法厂家偷排偷卖药渣而被追究刑事责任。今年7月,中央环保督察组在内蒙古查处了北方药业的污染问题,挖出违规填埋的废菌渣达1万余吨。
其实,经化验分析,菌渣干渣中含有较丰富的有机质、粗脂肪、粗蛋白、无机盐、氨基酸和微量元素。如果能够有效去除有害成分,资源化是一条很好的路子。近年来,各种抗生素菌渣的处理方法和专利百花齐放,但仍无法实现对菌渣的真正有效处置。
黄启飞表示,目前抗生素菌渣综合利用的主要障碍是缺少相应的标准,包括环境风险控制、污染控制标准和环保技术规范等。“尽早出台标准,会对菌渣资源化利用有很大的促进作用。”
在此次技术交流会上,一种叫做“SEA—CBS高效复合无害化与资源化”的技术,受到专家们的肯定。据技术开发单位、北京观澜科技有限公司董事长段得振介绍,针对国内99种抗生素原料药中的67种菌渣,团队先后进行了1000余批次的无害化小试、中试实验,建立了大数据库。目前,项目团队已与北大医药重庆大新药业股份有限公司达成合作意向,将建成一条完整的菌渣无害化—资源化综合利用生产线,每天处理新鲜菌渣60吨。
抗生素菌渣到底能不能再利用?
[抗生素菌渣能不能再利用]
河北省是抗生素生产大省,占全国总产量的1/4,大量抗生素菌渣实现无害化处理意义重大。
华北制药承担了河北省“抗生素菌渣无害化、资源化处理”的课题,将部分原料药菌渣作为研究对象,通过处理使部分有机物转化为沼气,作为清洁能源使用,沼渣再通过进一步热处理后用于生产有机肥。
新的无害化过程首先采用高温预处理技术。菌渣和热水混合后,菌渣中的大部分抗生素药物成分会溶解于水。在一定高温条件下,这些溶解于水的抗生素化学结构被破坏并分解成结构更小的物质。这些物质不再具备抗生素特有的杀菌作用,也不会对环境和人体产生危害。高温处理还能对菌渣中产生药物成分的工业发酵菌类进行灭活。经过高温水解这一步骤,菌渣中大部分抗生素药物残留会被分解。
如何将菌渣药物残留彻底消化、降解?华北制药根据菌渣特性人工驯化了上千种微生物,在35℃~38℃的中温环境和无氧条件下,这些微生物经过20天的厌氧发酵之后,把菌渣中抗生素残留及其分解产物中的有机碳转化为二氧化碳和甲烷,从而彻底消除菌渣中的药物成分。
相关部门检测发现,处理后的菌渣中药物残留含量比食品标准要求的0.05mg/kg还要低得多。对沼渣进行急性毒性、浸出毒性等检测,结果也均远低于国家《危险废物鉴别标准》中规定的标准值。
此外,抗生素菌渣富含营养,含有大量多糖、蛋白质和多种氨基酸及微量元素,是农业生产中的优质肥料。据统计,我国2011年生产抗生素近130万吨,由生产工艺决定,发酵生产1吨抗生素原药会产生8~10吨湿菌渣。
[抗生素菌渣处理费用高标准不完善:抗生素菌渣到底能不能再利用?]
抗生素菌渣遭遇处置难题:企业烧不了也烧不起
厌氧发酵过程产生沼气和沼渣,沼渣脱水可作为有机肥原料,但是针对菌渣的厌氧发酵却有特殊困难,因为其有机物含量和氮元素含量过高。干菌渣中有机物含量高达90%,会显著影响微生物厌氧消化的速率。而氮元素含量甚至比餐厨垃圾的含量还要高,在发酵过程中会转化成带有一定毒性的氨氮,对厌氧消化过程产生抑制。
华北制药项目组对相关工艺控制参数进行反复比较,最终掌握了温度、固体浓度、消化时间、pH值、碱度、氨氮浓度等成套控制参数,实现了稳定的厌氧消化。
经过厌氧发酵,菌渣就变成了沼渣,沼渣经脱水处理后,可以作为生产有机肥的原料。经肥料指标检测发现,处理后的沼渣总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)为5.63%,各项指标基本达到农业部关于有机肥的标准要求,可用作生产有机肥的原料。
目前,菌渣转化率可达到每公斤干物质产生450升沼气,为华北制药的环保和生产项目供热。有机肥原料卖给肥料厂家,用于生产有机肥。这不仅能为集团节省上亿元的处理费用,还能给企业带来一定的经济效益。