[发明专利]一种内嵌希瓦氏菌的凝胶纤维制备方法及应用

说明书

本发明属于污染控制与修复领域，为解决现有方法中材料功能效应不足以及应用受限的问题，同时形成一种操作简单环境友好的抗生素污染高效修复剂，公开了一种内嵌希瓦氏菌的凝胶纤维制备方法及应用。所述方法先将聚乙烯醇与海藻酸钠混合形成悬浊液，调pH后，加入FeCl₃进行交联，然后进行静电纺丝得到海藻酸钠/聚乙烯醇复合纤维丝；再将其浸泡于希瓦氏菌菌悬液，烘干后浸泡于明胶水溶液，再次烘干即获得内嵌希瓦氏菌的凝胶纤维。本发明原材料易获取且可生物降解，凝胶纤维制备方法简单、可塑性强，环境友好，利用该纤维修复抗生素污染操作简单，可直接应用于原位修复，可大量制备推广。

技术领域

本发明属于污染控制与修复领域，具体涉及一种内嵌希瓦氏菌的凝胶纤维制备方法及应用。

背景技术

自1929年青霉素出现以来抗生素开始在全球范围内应用。环境中抗生素的大量残留会诱导细菌耐药性的增加和抗性基因(ARGs)的产生与传播，对生态环境和人体健康造成潜在不利影响。

生物降解可以通过微生物的新陈代谢对抗生素进行降解，降解过程相对安全且相较其他方法费用较低，其中保证微生物在抗生素污染环境中存活并保持活性是其核心环节，目前固定化微生物消减技术逐渐兴起，该方法有两个关键环节，一是找到良好的固定化材料，二是确保微生物高活性的固定化方法，已有研究中对微生物固定化技术研发存在不足。公布号为201910763497.5名为一种利用固定化密孔菌降解养殖废水中抗生素的方法，该方法将密孔菌(Pycnoporus sp.SYBC-L10)接种于菌包中培养一段时间后置于抗生素污染废水中，菌包由培养基组成(包括木屑、麸皮、石膏、果糖、水)，菌包释放出密孔菌从而实现养殖废水中抗生素的降解，该发明虽然为降解菌提供了菌包作为生长环境，但是将菌包置于抗生素污染废水中后便无法保障密孔菌在养殖废水中的存活及生物量。公布号201610912546.3名为甘蔗渣固定化细菌及其在农田土壤中磺胺甲恶唑污染修复中的应用、公布号20191137637.4名为一种高效降解四环素类抗生素的微生物菌剂及其在土壤污染修复中的应用，以上专利选用甘蔗渣、花生壳、稻草杆等载体固定化微生物用于不同种类抗生素的降解，能够保证微生物密度及活性并延长菌体寿命。这些方法虽然解决了附着材料和菌剂存活问题，但材料对微生物生长环境的优化，降解过程的催化，降解材料的绿色化问题依然存在不足，应用受到限制。因此，开发一种去除高效、环境友好、操作简单、适用广泛的抗生素消减功能材料成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述材料功能效应不足以及应用受限的问题，同时形成一种操作简单环境友好的抗生素污染高效修复剂，本发明公开了一种用于催化降解抗生素的内嵌希瓦氏菌的凝胶纤维制备方法及应用。本发明的修复剂不仅优选了希瓦氏菌降解抗生素，还可以利用材料中的催化剂加速降解过程；本发明适用范围广泛，水环境及土壤环境中均可使用；本发明材料环境友好，制备过程简单，可大范围推广制备，可被生物降解，不会造成二次污染，操作简便，仅需将修复剂撒入环境即可起作用，且免于回收。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明提供一种内嵌希瓦氏菌的凝胶纤维制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚乙烯醇与海藻酸钠混合，水浴加热，搅拌使其完全混合，形成悬浊液；

(2)将(1)形成的悬浊液用NaOH或HCl将pH调节至碱性；

(3)交联：在(2)得到的悬浊液中加入FeCl₃水溶液，搅拌；

(4)将(3)得到的悬浊液进行静电纺丝，得到海藻酸钠/聚乙烯醇复合纤维丝；

(5)希瓦氏菌菌悬液的制备：选取希瓦氏菌菌株置于液体培养基中进行培养，获得希瓦氏菌菌悬液；

(6)将(4)制得的海藻酸钠/聚乙烯醇复合纤维丝浸泡在(5)培养得到的菌悬液中振荡一定时间后，取出烘干；