[發(fā)明專利]一種修復(fù)抗生素污染土壤的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910065744.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN109758714B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚玉元;饒龍駿;王文濤;陳禮坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A62D3/38
• 分類號(hào): A62D3/38;B09C1/08
• 代理公司: 浙江英普律師事務(wù)所 33238
• 代理人: 陳小良

本發(fā)明公開了一種修復(fù)抗生素污染土壤的方法，屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是向抗生素污染的土壤中摻入環(huán)境友好型催化劑和氧化劑，并加入適量的水至沒過土壤，反應(yīng)即可除去土壤中的抗生素，所述環(huán)境友好型催化劑為偏硼酸鹽以及硼氫化物中的一種或多種。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單方便，無需制備催化劑以及對(duì)抗生素污染土壤的預(yù)處理，且成本低廉；反應(yīng)條件溫和，無需超聲光照等條件，并且處理周期短，僅需30～300分鐘即可高效修復(fù)抗生素污染的土壤；pH適應(yīng)范圍廣，且催化活性高；環(huán)境友好型金屬催化劑無二次污染，能夠達(dá)到綠色環(huán)保的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種修復(fù)抗生素污染土壤的方法，屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

抗生素被廣泛應(yīng)用于治療和控制人類及其他動(dòng)物的細(xì)菌感染性疾病，并且可以作為飼料添加劑或生長(zhǎng)促進(jìn)劑用于禽畜養(yǎng)殖。大量抗生素通過有機(jī)肥施用、污水灌溉等途徑持續(xù)進(jìn)入土壤，導(dǎo)致土壤環(huán)境中抗生素含量逐年增高、種類不斷增加。抗生素污染會(huì)對(duì)土壤中微生物、動(dòng)物、植物等產(chǎn)生直接或間接的影響，抗生素還能被植物吸收，通過食物鏈影響人類健康。因此，如何高效修復(fù)抗生素污染的土壤是一直以來亟待解決的問題。

目前常見土壤修復(fù)技術(shù)有：物理修復(fù)技術(shù)，包括通風(fēng)去污法、熱處理法等；生物修復(fù)技術(shù)，包括植物修復(fù)法、微生物修復(fù)法等；化學(xué)修復(fù)技術(shù)，包括真空分離法、水蒸氣剝離法、化學(xué)清洗法和化學(xué)氧化法等。在這些傳統(tǒng)的土壤修復(fù)技術(shù)中，物理修復(fù)技術(shù)不僅需要消耗大量的人力物力，并且不能從根本上處理土壤中的抗生素。現(xiàn)如今研究和應(yīng)用比較多的生物修復(fù)技術(shù)主要是通過微生物代謝的方式將土壤中的污染物去除，但是由于抗生素會(huì)抑制微生物的活性，導(dǎo)致該修復(fù)技術(shù)在抗生素污染的土壤中難以高效達(dá)到修復(fù)目的。化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是指化學(xué)氧化修復(fù)法，它是通過向土壤中摻進(jìn)氧化劑使其與土壤中的污染物反應(yīng)從而達(dá)到去除污染物的目的，相比于傳統(tǒng)的物理修復(fù)與生物修復(fù)技術(shù)，在處理土壤中抗生素的方面有著實(shí)施方便、處理周期短等顯著優(yōu)點(diǎn)。

近年來，高級(jí)氧化技術(shù)被認(rèn)為是現(xiàn)如今最有效的化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)之一，雙氧水、高錳酸鉀、過硫酸鹽以及過一硫酸氫鹽是該技術(shù)中常用的氧化劑。雙氧水通常是通過與亞鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生具有很強(qiáng)的氧化性羥基自由基(·OH)，將大多數(shù)土壤污染物降解至低毒性、易生物降解的小分子從而達(dá)到土壤修復(fù)的目的。但雙氧水化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定容易分解，而且雙氧水與亞鐵離子只能在pH＝2～4的條件反應(yīng)，反應(yīng)后的鐵離子容易形成淤泥造成土壤的二次污染。與雙氧水相比，高錳酸鉀具有氧化能力更強(qiáng)、受pH影響較小等特點(diǎn)，因此，有研究者選用高錳酸鉀用于土壤修復(fù)。例如，申請(qǐng)?zhí)枺篊N 103464455A“一種采用高錳酸鉀與雙氧水復(fù)配進(jìn)行有機(jī)污染土壤化學(xué)氧化修復(fù)的方法”公開了一種通過高錳酸鉀與雙氧水復(fù)配達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、高效修復(fù)土壤的目的。但高錳酸鉀降解土壤中的污染物容易造成土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并且反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生有強(qiáng)烈毒性的錳離子使修復(fù)后的土壤不利于種植，這極大地限制了這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

過硫酸鹽或過一硫酸氫鹽與雙氧水和高錳酸鉀相比，不僅具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、便于運(yùn)輸、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，而且還能被活化產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)、pH適應(yīng)范圍更廣的硫酸根自由基。近年來，通過活化過硫酸鹽或過一硫酸氫鹽產(chǎn)生硫酸根自由基用于環(huán)境修復(fù)的方法已經(jīng)得到了廣泛的研究。在眾多活化過硫酸鹽或過一硫酸氫鹽的方法中，過渡金屬離子活化以無需外界能量投入、低成本、原位修復(fù)以及高效等優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是最有效的活化方法，但由于過渡金屬離子極具毒性，在使用后不宜清除會(huì)給環(huán)境帶來二次污染。為了避免過渡金屬離子存在，有研究者選用非金屬類催化劑代替過渡金屬離子，在土壤修復(fù)方面也取得了一定的成效。例如：申請(qǐng)?zhí)枺篊N 109047320“有機(jī)污染土壤的修復(fù)方法”公開了一種通過向有機(jī)土壤中摻入硫摻雜納米碳活化過硫酸鹽降解有機(jī)污染物的方法。雖然此類非均相非金屬催化劑避免了過渡金屬離子存在帶來的重金屬污染，但存在著其催化活性低并、難于原位修復(fù)以及基體材料難生物降解等缺點(diǎn)，阻礙了此類方法的未來發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容