[发明专利]一种利用青霉菌磁性纳米复合材料降解阿特拉津的方法

说明书

本发明公开了一种利用青霉菌磁性纳米复合材料降解阿特拉津的方法。具体包括以下步骤：(1)纳米Fe₃O₄的制备；(2)青霉菌的驯化培养；(3)以海藻酸钠和聚乙烯醇为固定化材料，将培养后的青霉菌与纳米Fe₃O₄进行包埋处理；(4)将包埋后的青霉菌磁性纳米复合材料进行培养36～72h；(5)培养结束后，将此复合材料用于降解阿特拉津。本发明制备的青霉菌磁性纳米复合材料制作方法简单、经济，具有超顺磁性，不仅能快速降解阿特拉津，还能将复合材料从水中快速分离出并重复利用，是一种具有广泛应用前景的生物纳米复合材料。

技术领域

本发明属于废水生物处理技术领域，具体涉及一种利用青霉菌磁性纳米复合材料降解阿特拉津的方法。

背景技术

阿特拉津是一种具有代表性的三嗪除草剂。由于其高效的除草性能和低廉的价格，它被广泛应用于世界各地，主要用于玉米、甘蔗和高粱的生产。近年来，因为阿特拉津具有难降解性、半衰期长和高度迁移性等特点，导致地表水和地下水中也含有阿特拉津。更糟糕的是，其浓度甚至超过了欧盟的最高允许水平。此外，据报道阿特拉津对动物和人类有严重的不良影响，可能成为致癌物、内分泌干扰物和致畸剂。因此，迫切需要采取有效的方法来去除水和土壤中的阿特拉津。

去除阿特拉津常用的方法有物理修复、化学修复和生物修复。由于物理修复和化学修复的处理费用过高且容易产生二次污染，所以限制了他们的应用发展。而生物修复具有绿色和经济等特点，因此，生物修复技术的发展备受关注。自20世纪60年代以来，许多研究人员在寻找能有效降解阿特拉津的微生物。他们通过驯化、诱变和诱变等方法，分离出多种降解阿特拉津的菌株，包括假单胞菌、诺卡菌、节杆菌、红球菌和不动杆菌。青霉菌是土壤、空气和极端环境中最常见的真菌之一。因为青霉菌中的细胞色素P450酶可以通过脱烷基化和脱卤作用降解有机物，所以青霉菌在生物修复方面具有巨大潜力。

虽然阿特拉津能够被微生物降解，但在降解过程中对微生物有毒性作用，这将限制微生物的生长和繁殖，甚至导致其死亡。因此，应采取措施保持微生物的活性。固定化微生物技术是一种最常见的保护措施。固定化技术包括包埋、吸附、共价结合和交联等方法，是通过物理或化学方法将微生物固定在载体上，从而使微生物细胞能够不溶于水并保持良好的生物活性。固定化微生物具有细胞密度高、稳定性强、抗毒理能力强、微生物损失少，使用寿命长和容易分离等优点。又因为纳米Fe₃O₄能够降解阿特拉津并且具有超顺磁性，所以将纳米Fe₃O₄和青霉菌结合应用到含阿特拉津的废水中。

本发明利用青霉菌磁性纳米复合材料来处理含阿特拉津的水体，其特点在于一方面利用青霉菌和纳米Fe₃O₄的协同作用处理阿特拉津，使得处理效果更好，另一方面由于固定化微生物的使用使得青霉菌磁性纳米复合材料能够很好的从水中分离出来，更加的环保。这个复合材料是一种新型的磁性生物复合材料，它为阿特拉津降解提供了一种新的可能。而且由于它的绿色、经济和高效等特点，使得它在废水处理中有广泛的应用前景。

发明内容

本发明提供一种利用青霉菌磁性纳米复合材料降解阿特拉津的方法，青霉菌磁性纳米复合材料的制备的方法简单，操作方便，制备获得的青霉菌磁性纳米复合材料不仅能快速去除阿特拉津，而且能快速的从水中分离出来并回收利用，所以它具有非常广阔的应用前景。

一种利用青霉菌磁性纳米复合材料降解阿特拉津的方法，包括以下步骤：