[发明专利]蚯蚓肠道内容物强化土壤中四环素类抗生素消减的方法

说明书

蚯蚓肠道内容物强化土壤中四环素类抗生素消减的方法，首先选取具有明显环带并且活力较强的新鲜蚯蚓，对其体表清洗后，投放至人工配制的四环素类污染土壤中，保持避光和常温培养14天后，取出蚯蚓，再次进行体表清洗，放在培养皿中清肠，解剖获取新鲜蚯蚓肠道内容物；采集实际环境中不同类型四环素污染土壤，去除土壤中的草根、树叶、石头等杂质，再对土壤进行破碎筛分；然后向土壤中添加蚯蚓肠道内容物，进行人工培养30‑60天后完成修复。蚯蚓肠道内容物中含有大量四环素类抗生素降解菌群，接种蚯蚓肠道内生细菌既有利于土壤中四环素类抗生素的深度消减，同时蚯蚓肠道内生细菌外排定殖在土壤中也有利于修复后土著微生物生态功能多样性的快速恢复。

技术领域

本发明属于抗生素污染土壤生物修复技术领域，尤其涉及蚯蚓肠道内容物强化土壤中四环素类抗生素消减去除的方法。

背景技术

抗生素是微生物在生长繁殖过程中产生的具有抵抗病原体、抑制或杀灭其他微生物的一类天然的次级代谢产物，对细菌感染具有非常好的治疗效果，其中，四环素作为广谱性抗生素，能够对革兰氏阳性菌、阴性菌及螺旋体、立克次体、衣原体、支原体及原虫等均产生有效抑制，因此被大量的应用到人类疾病的预防、畜禽养殖及水产养殖等领域。但是这些抗生素过量使用并不能完全被人体或动物代谢吸收，而是通过粪便的方式排出体外，这就导致作为承载粪便的土壤中残留了大量的抗生素母体化合物及次级代谢产物；同时，制药工厂、畜禽养殖厂、医疗废弃物处置废水等不合理排放，也会直接增加土壤中抗生素的污染。因此，土壤往往会成为自然界中抗生素贮存的重要介质。一方面，土壤中抗生素的残留会对土著的生物（植物、动物、微生物）产生直接的毒害作用，如作物产量降低、动物生理代谢异常、土著细菌失活等；另一方面抗生素的存在也会极大的扰动土壤中土著微生物群落的多样性与稳定性，给土壤生态系统的可持续发展及环境安全带来了较为严重的威胁。因此开展针对土壤中抗生素消减去除的研究具有重要的意义。

蚯蚓是陆地生态系统中生物量最大的无脊椎动物，可以直接接触和吞食土壤中残留的污染物，对土壤中的污染物较为敏感；并且蚯蚓因其分布范围广、繁殖周期短、体型较大等特点有利于开展土壤污染研究和监测工作，因此蚯蚓被视为土壤环境污染的指示生物。此外，蚯蚓肠道是接近于厌氧状态的微环境，肠道内容物中每克干重需氧菌和厌氧菌的数量大约是土壤中的12~40倍和10~4 000倍。由于特殊的生境体系，蚯蚓肠道内容物中的细菌群落具有富集碳、氮和磷元素的能力，其含量约为土壤的2~5倍，这使得蚯蚓肠道内容物中的菌群在促进土壤中有机污染物降解的过程中发挥了重要作用。然而目前对于蚯蚓肠道内容物菌群消减土壤中抗生素的研究相对较少，因此开展蚯蚓肠道内容物强化土壤中四环素类抗生素消减去除的方法十分必要。

目前，针对四环素消减的研究，很多是通过外加复合材料的方式。其中，申请号：201910364433.8提供了Ag掺杂纳米金属氧化物复合材料及其在光催化降解四环素中的应用技术，该技术首先要通过高温合成银掺杂纳米金属氧化物复合材料，然后将复合材料添加于含有四环素的溶液中，通过模拟太阳光进行光催化降解。但是该技术过程主要针对水体中四环四的降解，对于抗生素污染现象普遍的土壤中，难以在广泛区域内实施，应用前景不明确。申请号：201910277266.3提供了一种高效降解四环素的磷酸银/金属氧化物复合光催化的制备方法，该技术通过结合磷酸银和金属氧化物提高了表面对污染物的吸附性，然后通过光催化剂模拟太阳光实现对四环素的降解。但是该技术仅局限于水溶液中的四环素，并未说明对土壤中四环素的降解是否有相同的效果；同时已有较多的研究发现土壤中纳米金属会对土壤动物造成毒害作用，因此该技术可能会引起二次污染的潜在风险。