[发明专利]一种热处理协同辐照降解畜禽粪便中抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种热处理协同辐照降解畜禽粪便中抗生素的方法，通过对含有抗生素的畜禽粪便依次使用催化氧化剂过硫酸盐进行预处理、使用饱和蒸汽热处理、最后采用辐照处理，通过这些手段的协同作用，克服了现有辐照技术在畜禽粪便抗生素残留降解中的应用障碍，使得采用较低的辐照剂量即可彻底降解畜禽粪便中抗生素残留，技术应用价值高，与现有技术相比，具有显著的进步。

技术领域

本发明属于民用核技术应用领域，也属于资源循环利用技术领域。涉及了一种畜禽粪便中抗生素残留的降解技术，尤其是一种热处理协同辐照降解畜禽粪便中抗生素的方法。

背景技术

中国是抗生素生产的第一大国，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％。进口和出口量分别为600吨和88000吨，总使用量为162,000吨，其中48％用于居民临床医疗，52％用作兽用药。在畜牧业中抗生素被广泛作为饲料添加剂、畜禽生长促进剂用于促进动物生长。但是抗生素并不能完全被动物吸收，大部分(约30％-90％)会以原形或代谢产物的形式由粪尿排出，导致畜禽粪便中抗生素的残留量较高。由于畜禽粪便的还田利用或排放，残留抗生素便从养殖场进入土壤和水等外界环境，诱导微生物产生耐药性，使得环境中对抗生素较敏感的微生物受到威胁，从而破坏生态系统平衡，影响生态的稳定、持续发展。此外，抗生素本身具有较好的稳定性，难于降解，环境中的抗生素会沿着食物链进入人体，影响人体免疫系统，降低免疫力，进而危害人体的健康。因此，基于畜禽粪污抗生素残留对土壤、水、生态环境和人身的潜在影响，设法在畜禽粪污利用之前降解抗生素消除其危害是值得深入研究的技术难题。

目前，畜禽粪便中抗生素的降解方法主要有物理法、化学法、生物降解法和辐照法。其中物理法主要是吸附法；化学法主要是紫外光催化氧化技术；生物降解法主要是微生物菌株降解技术。这些方法可以在一定程度上降解或者去除抗生素残留，但同时也存在许多弊端。物理法处理量小，难以规模化应用，并且物理吸附仅是将其从一种相转移到另一种相中，尚不能将抗生素彻底降解，不能实现抗生素污染的深度治理；化学法需要加入高浓度的化学试剂，易造成二次污染；生物降解法的生物菌株制备过程复杂，且菌株易被抗生素灭活，不易在实际生产中推广应用；辐射法中紫外光以及电子束穿透很差，只能作用于畜禽粪便表面，γ射线辐照法穿透力强，但彻底降解畜禽粪便中的抗生素需要30kGy甚至更高的剂量，处理成本较高。因此，单一的降解技术都不具有合乎理想的选择性，具有较大的局限性，限制了在畜禽粪便抗生素污染治理中的应用。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术所存在的问题而提供的一种热处理协同辐照降解畜禽粪便中抗生素的方法，其特点是通过高压热蒸汽预处理，氧化剂辅助，从而利用较低的辐照剂量，即可得到较好的降解效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种热处理协同辐照降解畜禽粪便中抗生素的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a)预处理：将过硫酸盐配制成质量百分比为2～8％的溶液，均匀喷洒在畜禽粪便表面；

b)热处理：将步骤a)中预处理后的畜禽粪便利用100～180℃的饱和蒸汽处理10～60min；

c)包装：将步骤b)热处理后的畜禽粪便装入带内衬的编织袋中；

d)辐照：将步骤c)中包装后的畜禽粪便采用辐照装置进行辐照降解处理，辐照剂量为1～5kGy。

本发明所公开的上述技术方案中，克服了现有辐照技术在畜禽粪便抗生素残留降解中的应用障碍。单独采用辐照处理时，需要30kGy以上的较高剂量，在此剂量下，辐照成本较高，养殖用户难以接受。而本发明通过热蒸汽与过硫酸盐协同作用破坏抗生素的杂环等结构，对畜禽粪便中的抗生素进行初步降解，然后辐照联合过硫酸盐共同作用对抗生素进行深度降解，仅仅需要1～5kGy的低剂量，即可彻底降解畜禽粪便中的抗生素，并且还能杀灭其中的致病菌，畜禽粪便实现无害化，可直接还田或用于制造有机肥，真正实现资源化利用。