[发明专利]一种银杏叶改性双金属去除污水厂出水中抗生素抗性基因的方法

说明书

一种银杏叶改性双金属去除污水厂二级出水中抗生素抗性基因的方法，属于分子生物学领域。室温条件下，以银杏叶提取液作为分散剂与稳定剂，钴作为金属催化剂，通过化学还原法制备了表面修饰型和负载型银杏叶改性的铁钴双金属颗粒，用于抗生素抗性基因的去除。同时改变合成用量，提高银杏叶改性型铁钴双金属颗粒去除抗生素抗性基因能力(钴负载量为0～10％；银杏叶改性型铁钴双金属颗粒的投加浓度为0.84～1.68g/L)。本发明利用银杏叶改性型铁钴双金属颗粒去除抗生素抗性基因，方法简单快捷，绿色环保，能在短时间内达到去除抗生素抗性基因的目的，并极大的提高了改性铁的利用能力。

技术领域

本发明属于纳米材料，废水处理及分子生物学领域，具体涉及一种银杏叶改性型铁钴双金属颗粒去除污水厂二级出水中抗生素抗性基因的方法。

背景技术

抗生素耐药基因可以编码在细菌染色体或染色体外质粒中，从而触发抗生素抗性基因的生化防御机制。这种机制允许细菌在相应的抗生素化合物存在下生存，这可能严重损害抗生素的功效，对公众健康构成威胁。抗生素抗性基因被认为是一种新兴的环境污染物。此外，污水处理厂作为抗生素抗性向环境扩散的主要“热点”之一，也引起了人们的极大关注。同时，污水处理厂是抑制抗生素抗性基因传播的主要场所之一。因此，在全球范围内，控制污水处理厂中的抗生素抗性基因是应对耐药性的一个新挑战。

污水处理厂常用的消毒技术主要有氯化、紫外线处理、臭氧氧化。氯化消毒是一种灭活微生物的消毒方法。然而，氯可以形成各种消毒副产物，其毒性比母体化合物高。与氯化消毒相比，紫外线消毒不会产生消毒副产品。然而，GiovannaFerro等人分析了紫外/过氧化氢过程对抗生素抗性基因去除的潜能。结果表明，经240min处理后，bla TEM基因表达量增加到3.7×10³copies/mL，qnr S基因的去除率在初始样品(5.1×10⁴copies/mL)和最终样品(4.3×10⁴copies/mL)之间无明显变化。庄姚等人利用臭氧氧化消解污水处理厂二级出水磺胺类抗性基因sul 1和四环素类抗性基因tet G，发现这两类抗生素抗性基因的削减效果都随着臭氧剂量的增加而增加，当臭氧浓度从27mg/L增加至177.6mg/L时，两类抗生素抗性基因分别从0.5log和0.2log增加至3.2log和2.5log，因此要达到理想的去除效果，需要消耗大量的臭氧。总之，这些方法可能不足以成功去除抗生素抗性基因(细菌等在抗生素条件下产生的抗体基因)。因此，为了有效去除污水处理厂二级出水中的抗生素抗性基因，需要建立新的消毒灭菌方法。

5g/L的纳米零价铁在污泥的高温厌氧消化体系中能显著削减体系内四环素类抗性基因和int I1的丰度；将纳米零价铁投加到猪粪的厌氧消化体系后，抗生素抗性基因的削减量提高了33.3％。因此，纳米零价铁对抗生素抗性基因有一定的削减作用。然而关于纳米铁系金属对二级处理出水抗生素抗性基因丰度的影响的研究却鲜有报道。纳米铁系颗粒是以纳米零价铁为主要存在形式的颗粒，具体包括纳米零价铁为基础的双金属颗粒、经某种方法改性或负载的纳米零价铁以及铁系双金属颗粒。Robert W.Gillham等在1994年开创性地使用纳米零价铁处理氯代烃，这在全世界掀起了纳米铁系颗粒的研究热潮，研究者对纳米铁系颗粒修复环境中污染物的研究热度与脚步已持续二十余年，依旧没有放缓的迹象。尽管双金属颗粒能有效去除污染物，但是缺乏稳定性，这主要是由于双金属颗粒自身的高表面能和磁性，纳米级的颗粒极容易团聚成微米级或粒径更大的颗粒。颗粒的团聚使得颗粒的迁移性和比表面积降低，与污染物的接触面积变小，而且双金属颗粒也容易与水或氧气反应使得颗粒表面被钝化，进一步降低反应活性。改性型纳米铁系颗粒能在一定程度上抑制颗粒间的团聚以及颗粒表面的钝化，越来越多的稳定性颗粒被制备出来以替代非改性的纳米铁系金属颗粒。