[发明专利]一种四环素类抗生素污染土壤的修复方法

说明书

本发明公开了一种四环素类抗生素污染土壤的修复方法，涉及修复污染土壤技术领域，具体为一种四环素类抗生素污染土壤的修复方法，利用水热炭活化过硫酸盐氧化降解土壤中的四环素类抗生素，具体步骤如下：S1、将废弃生物质研磨成粒度小于100目的粉状颗粒，可溶性过渡金属铁盐以与生物质的质量比为1:5～1:10的比例投加，并将水与该粉状颗粒生物质按1:5～1:10的固液比混合均匀，在CO₂气氛保护下，180～240℃，水热炭化反应3‑6h，得到水热炭。本发明操作简单，无需对抗生素污染土壤进行预处理，且成本较低；反应条件温和，常温常压即可；处理效率高，仅6h就可去除大量土壤中的四环素类抗生素；无二次污染产生；生物质制备水热炭实现了废弃物资源化。

技术领域

本发明涉及修复污染土壤技术领域，具体为一种四环素类抗生素污染土壤的修复方法。

背景技术

近年来随着医疗事业和畜禽养殖业的快速发展，土壤中抗生素污染问题日益严重。四环素类抗生素是使用最多的抗生素之一，已经在土壤中检测到较高浓度，其化学性质稳定，不易被微生物降解，与土壤物质的亲和力较强，因此它在土壤环境中会逐渐升高并对动植物和微生物产生毒害作用，同时一些耐药菌和抗性基因会出现并通过转移机制在土壤、地下水等环境中传播，进而对生态环境和人体健康造成危害。因此如何有效修复抗生素污染土壤备受关注，并成为环境领域的研究热点。

目前，污染土壤的修复技术主要是物理修复、化学修复、生物修复这三类。物理修复技术主要包括热脱附、电动力学修复、微波/超声加热等；化学修复技术主要包括化学氧化、光催化降解、电化学氧化等；生物修复技术包括植物修复、动物修复和微生物修复。相较于土壤中抗生素的环境风险研究，土壤抗生素修复技术的论文发表量不多，表明土壤抗生素的研究还处于初步探索阶段，仍存在很多研究难题。关于抗生素的修复技术的研究方向主要是以植物修复、微生物修复、以及植物-微生物结合修复等技术为主。但由于抗生素本身对微生物有毒害作用及处理周期较长等限制因素，植物修复和微生物修复技术往往在修复很多实际抗生素污染土壤中无法达到预期效果。相较于传统的生物修复技术，化学修复技术在处理土壤中抗生素的方面有着实施方便、处理周期短等显著优点。

高级氧化技术是目前公认的最有效的去除环境中有机污染物的手段。早期，Fenton氧化法备受人们青睐，其中双氧水在亚铁离子的催化下产生羟基自由基对有机污染物进行氧化降解，因羟基自由基在反应体系中存在对污染物无选择性、存在时间短、反应速率受pH限制等缺陷，逐渐被过硫酸盐氧化法替代。过硫酸盐包括过一硫酸盐（PMS）和过二硫酸盐（PS），均具有很强的氧化能力。近年来，通过活化过硫酸盐产生硫酸根自由基用于环境修复的方法已经得到了广泛的研究。在众多活化方法中，过渡金属活化无需额外的光源或热源、成本低、催化效率高等优势被认为最有效的活化方式，但大多数过渡金属具有强毒性，在土壤修复中使用受到限制。有研究者选用非金属类催化剂取代过渡金属活化过硫酸盐，在污染土壤修复上取得了一定效果。例如CN109758714A“一种修复抗生素污染土壤的方法”公开了一种通过向抗生素污染土壤中偏硼酸盐及硼氢化物活化过硫酸盐降解抗生素的方法。虽然此类非金属催化剂避免了土壤的重金属污染，但存在其催化活性低、破坏土壤微生物群落结构、材料难以回收等缺点，阻碍了此类方法的广泛应用，为此，我们提供了一种四环素类抗生素污染土壤的修复方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种四环素类抗生素污染土壤的修复方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种四环素类抗生素污染土壤的修复方法，利用水热炭活化过硫酸盐氧化降解土壤中的四环素类抗生素，具体步骤如下：

S1、将废弃生物质研磨成粒度小于100目的粉状颗粒，可溶性过渡金属铁盐以与生物质的质量比为1:5～1:10的比例投加，并将水与该粉状颗粒生物质按1:5～1:10的固液比混合均匀，在CO₂气氛保护下，180～240℃，水热炭化反应3-6h，得到水热炭；