[发明专利]一种有机污染物复合微生物降解剂及制备方法

说明书

本发明涉及环保领域，涉及生物材料和/或光催化材料对有机废料的降解。其中微生物菌株选自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、聚多曲霉(Aspergillus sydowii)中的一种或多种，其中枯草芽孢杆菌优选保藏号为CGMCC NO.1.9083的枯草芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌优选保藏号为CGMCC NO.1.16094的巨大芽孢杆菌；聚多曲霉优选保藏号为CGMCC NO.3.13937，使用光催化剂纳米二氧化钛与上述微生物进行配合，在降解农药，特别是降解甲胺磷、甲基对硫磷、三唑磷的应用上，取得了非常好的效果。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及环境中的有机污染物(如农药、化工废物)的处理，进一步涉及生物材料和/或光催化材料对有机废料的降解。

背景技术

随着工业化程度的高速发展，在工业或农业生产过程中都难免会产生大量的废弃物，例如化工厂排出的有机废弃物、农田的农药残留以及随雨水等最终流入水体中的农药。随着我们对环保的认识和逐渐地重视，上述污染物的处理变得尤为重要。

化学农药是人工合成的生物外源性物质，很多农药对人类或其它生物是有毒的，并且很多类型的农药残留较难降解。这使农药在农业的生产中过分使用产生了严重的负面影响，给非靶生物带来伤害并威胁着人类的身心健康，所以，加强农药降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题，是人类当前迫切需要解决的课题之一。这些农药残留广泛分布于的土壤、水体、大气及农产品中，但是主要是分布于土壤和水体中。实际上，农药残留在自然界主要依靠微生物缓慢地进行降解，这虽然是依靠自然力量、不产生二次污染的理想途径。但其降解速度无法满足环境保护的要求。近年随着对农药残留污染问题的重视，科学家们对农药生物降解进行了大量的研究，但许多问题仍然有待解决。

现目前用于农药降解的途径很多。例如利用微生物对农药残留进行降解。土壤中的细菌、真菌、放线菌和藻类中都存在一些种类具有农药降解功能，细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株，在农药降解中占有主要地位。一般地，在土壤、污水及高温堆肥体系中，对农药分解起主要作用的是细菌类，这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关。通过微生物的作用，把环境中的有机污染物转化为CO₂和H₂O等无毒无害或毒性较小的其它物质。例如专利CN102755991就涉及使用有机磷农药降解菌修复有机磷农药污染土壤；专利CN104371594也涉及一种应用于土壤残留农药的降解的芽孢杆菌(Bacillus Sp.)FZUL-33。微生物降解的缺点在于微生物降解的农药种类范围往往较窄，很难找到具有广谱降解活性的微生物种类；第二，微生物的应用环境也受到诸多限制，因为需要保证微生物的生理活性；第三，微生物的降解速率也参差不齐，很多微生物的降解速率都不能满足需要。

另一种降解有机污染物或化学农药的方式是利用光催化降解，通常情况下其降解的速度相对于生物降解而言会更加迅速，降解的种类更多，可以弥补微生物降解的诸多不足。其中研究较多的包括纳米二氧化钛(N-TiO₂)、四针状氧化锌(T-ZnOw)、纳米氧化锌(N-ZnO)等。例如专利CN103081735，就涉及使用纳米二氧化钛对农药进行降解。但是利用光催化降解也有其存在的诸多缺点：首先是其应用环境受限，光催化剂要发挥降解作用，通常需要发挥光催化作用，通过紫外光或则可见光照射产生电子空穴，进而产生具有强反应活性的自由基。因此，在土壤中或者较暗环境中，光催化剂的使用就收到限制。第二，光催化剂的使用成本也是相对较高的，当然显先目前已经有大量研究致力于可回收的光催化剂研究，主要是赋予光催化剂磁性。

发明内容

本发明发现现有技术中存在的上述问题，期望通过将微生物降解材料和光催化降解材料配合使用或者组合使用，从而获取更好的降解效果。但是这种复配并非简单地将两种材料组合使用，还需要克服较多的困难。已知的困难包括：光催化材料通过都具备一定的杀菌活性，因此将其与微生物复配的情况下，容易对微生物的生理活性产生影响，因此筛选合适的微生物种类和适当的保护剂显得比较关键。