可修復被抗生素污染土壤的功能性肥料研究

趙立春++孔德玉++李明

摘 要：抗生素是世界上用量最大，使用最廣泛的藥物之一。在其挽救了千千萬萬人的生命的同時，其副作用也給人的生命健康帶來了損失。大量的抗生素通過畜禽糞便和水體污染等形式侵入土壤，尤其是大量施用未經(jīng)處理或處理不完全的禽畜糞便的蔬菜種植地，由于抗生素不能快速降解，隨著雨水和灌溉，造成地表或地下水污染。大部分的蔬菜具有較強的吸收抗生素的能力，抗生素被富集到蔬菜中，危害人們的健康。所以，研究一種具有去除抗生素，修復被抗生素污染土壤的功能肥料，具有十分重要的意義。

關鍵詞：抗生素；改性活性炭；修復

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170732005

引言

據(jù)中科院調查披露，2013年我國抗生素總用量為16.2萬t，而抗生素在動物和人體內發(fā)揮作用的效率不超過40%，60%～90%的抗生素通過各種途徑進入到環(huán)境中，這里還不包括抗生素生產過程的廢水排放。

另據(jù)調查，山東省某典型設施菜地的20個蔬菜大棚土壤中，在所有的土樣中均檢測出抗生素，其中個別大棚土壤諾氟沙星（QNC）和氧氟沙星（OFC）含量分別高達373.73g/kg和643.34g/kg，遠遠超過抗生素生態(tài)毒害效應觸發(fā)值。浙江某大學對施用畜禽糞便的蔬菜基地調查，結果為施用畜禽糞肥農田的表層土壤土霉素、四環(huán)素和金霉素的平均殘留量分別為未施畜禽糞肥農田的38倍、13倍和12倍。

而研究表明，鏈霉素、土霉素等抗生素在環(huán)境中不易降解，部分隨著雨水和灌溉，以地表徑流匯集到水體中，或因淋溶和滲透作用向地下水系遷移，造成地表或地下水污染，而多種蔬菜具有富集抗生素的能力，因此研究可去除土壤中抗生素的肥料十分有意義。

1 理論基礎

活性炭是一種環(huán)境友好型吸附劑。其含有大量微孔，具有巨大無比的表面積，對于水中、土壤中大多數(shù)難于去除的有機污染物具有很強的吸附作用。尤其是活性炭經(jīng)改性后，吸附功效更是大幅度增加。本研究利用改性活性炭的特性，吸附土壤中抗生素，然后在生物肥料中微生物和土壤中微生物的協(xié)同作用下，將吸附的抗生素進行生物降解，徹底消除抗生素的危害，修復被污染的土壤。

2 試驗及檢測分析

2.1 生物肥料制備

功能性生物肥料主要成分為秸稈發(fā)酵物、氨基酸有機肥、改性活性炭等。

秸稈發(fā)酵物制備：將粉碎后的秸稈與磷酸二銨、泥炭土、豆餅粉按比例混合，加入河南寶融生物科技有限公司生產的BM有機肥發(fā)酵菌劑，進行有氧發(fā)酵，得到秸稈發(fā)酵物。

改性活性炭制備：將粒徑為50目的活性炭按質量比1：5浸泡在濃度為100～200g/L硝酸溶液中，30min后開始回流，回流溫度25～30℃，時間3h，每分鐘回流硝酸溶液體積1/10?；亓鹘Y束后，濾去回流體系中的硝酸溶液，去離子水浸泡30～40min，用去離子水進行回流洗滌，當洗滌液的pH值與去離子水的pH值相當時結束洗滌，干燥箱中110～120℃干燥，得到硝酸改性的活性炭。

以上述材料為主，添加其它成分配制成功能性生物肥料。

2.2 肥料配比

2.3 試驗用土

取自當?shù)囟啻问┯秒u糞有機肥的菜園土，對幾種抗生素的檢測，檢測結果如下：諾氟沙星（QNC） 65.4μg/kg、環(huán)丙沙星（OFC）42.3μg/kg、土霉素（OTC） 21.2μg/kg、金霉素（CTC）10.8μg/kg。

2.4 試驗用種子

小白菜，市售。

2.5 試驗時間

2016年4月21日—6月30日（71d）。

2.6 試驗方法

采用盆栽方法，菜盆尺寸30cm×60cm，裝土深度20cm。7個處理，每個處理5次重復。處理1施用按配方一配制的生物有機肥200g/m2；處理2施用按配方2配制的生物有機肥200g/m2；處理3施用按配方3配制的生物有機肥200g/m2；處理4施用按配方4配制的生物有機肥200g/m2；處理5施用按配方5配制的生物有機肥200g/m2；對照1施用當?shù)夭少彽碾u糞有機肥200g/m2；對照2CK對照。

上述7種處理均按同種方法種植、管理。

2.7 調查檢測結果

2.7.1 小白菜長勢與口感檢測

2.7.2 土壤與小白菜中抗生素含量檢測

3 結論與討論

從表2和表3中可以看出，此種生物有機肥不但可以提高產量，且施用后的土壤中及蔬菜中的幾種抗生素比對照均大幅度降低，具有吸附降解抗生素的功效，且效果十分顯著。綜合檢測指標可知，氨基酸肥與活性炭相互配合，去除抗生素的效果更好；硝酸改性的活性炭去除抗生素明顯高于未改性的活性炭。

參考文獻

[1]尹春艷.典型設施菜地土壤抗生素污染特征與積累規(guī)律研究[J].環(huán)境科學，2012，33（8）.

[2]張慧敏，張明奎，顧國平.浙北地區(qū)禽畜糞便和農田土壤中的四環(huán)素類抗生素殘留[J].生態(tài)與農村環(huán)境學報，2008，

24（3）.

[3]黃偉.硝酸改性處理對活性炭性能的影響[J].生物質化學工程，2006，40（6）.

作者簡介：趙立春，助理研究員，吉林省順風農業(yè)科技有限公司技術總監(jiān)，研究方向：生物肥料，有機肥料，新型功能性肥料。