[发明专利]一种醌基修饰生物炭基微生物菌剂及其制备和应用

说明书

一种醌基修饰生物炭基微生物菌剂及其制备和应用。本发明涉及环境保护与有机污染物微生物降解技术领域，特别涉及一种醌基修饰生物炭基微生物菌剂。一种醌基修饰生物炭基微生物菌剂，包括醌基改性生物炭和磺胺二甲氧嘧啶降解产碱杆菌SMD‑FA，产碱杆菌SMD‑FA是保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC 15053。本发明能够有效地促进降解菌对抗生素的降解作用，还起到固定菌株的效果，同时能发挥其吸附材料的功能吸附部分抗生素，从而提高对抗生素的去除率。

技术领域

本发明涉及环境保护与有机污染物微生物降解技术领域，特别涉及一种醌基修饰生物炭基微生物菌剂。

背景技术

抗生素是一类主要应用于人类、禽畜疾病防治、农业病害防治以及水产养殖等方面的有机物，由于其只能被少量代谢和难以降解的特性，抗生素不断积累并富集于动植物产品、土壤、水源等，对生态环境和人类健康造成威胁。磺胺类抗生素(sulfonamides,SAs)具有良好的广谱抗菌性，是最早和最广泛应用于医药及养殖业的抗生素之一。大量研究表明，环境中的抗生素污染水平正在日益提高，有效去除和降解环境中的抗生素以降低潜在的环境风险引起了很多学者的关注。目前普遍的磺胺去除方法有化学处理法、物理吸附法、生物降解法等，其中化学处理法简易高效，但容易产生有毒副产物造成二次污染；物理吸附法操作稳定且效果良好，但存在吸附材料再生和造价成本等问题；生物降解法专一性强、可控、无二次污染且成本低，是目前最为理想的方法，然而微生物单一处理在环境中的降解效果有限。通过微生物和改性生物炭协同处理，将两者共同应用于磺胺去除中能有效解决这一问题。

生物炭是一种热解废弃生物原料产生的富碳产物，具有比表面积大、孔径结构复杂及特殊的官能团等性质，通过热解条件、处理方法等方面对其进行改性，可以获得不同性质和特点的生物炭。由于其原料来源广泛、成本低廉、绿色环保无污染，已经成为近年来热门的污染处理材料。中国专利号：CN113862191A公开了一种利用改性生物炭固定微生物提高四环素降解率的方法，将生物炭进行适当的改性后，不仅可以发挥其自身的吸附性能达到吸附污染物的目的，还可以起到固定微生物的效果，大大提高污染物的去除效率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种包含醌基改性生物炭和磺胺二甲氧嘧啶降解产碱杆菌SMD-FA的用于抗生素污染修复的醌基修饰生物炭基微生物菌剂。本发明的另一个目的在于提供上述醌基修饰生物炭基微生物菌剂的制备方法及上述醌基修饰生物炭基微生物菌剂在处理抗生素残留废弃物、抗生素污染环境生物修复上的应用。

本发明的目的通过下列技术方案实现：一种醌基修饰生物炭基微生物菌剂，包括醌基改性生物炭和磺胺二甲氧嘧啶降解产碱杆菌SMD-FA(Alcaligenes sp.)，产碱杆菌SMD-FA (Alcaligenes sp.)是保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo:15053。保藏日期是2017年12月13日，保藏单位地址是北京市朝阳区北辰西路1 号院3号。

作为优选，生物炭主要原材料是竹炭、稻壳炭，改性方法是醌基改性。

作为优选，醌基修饰生物炭基微生物菌剂的制备包括以下步骤：

(1)称取5g生物炭(粒度小于100目)，加入到100ml的AQS(蒽醌-2-磺酸钠)溶液(30m mol/L)中。

(2)将添加了生物炭后的溶液置于100rpm，25℃条件的摇床，恒温振荡 72h。

(3)取出72h后的溶液，用0.45μm滤膜抽真空过滤。

(4)取滤后沉淀物，冷冻干燥后，制得醌基改性生物炭。

醌基修饰生物炭基微生物菌剂的制备方法，包含如下步骤：

(1)挑取产碱杆菌SMD-FA的单菌落，接种于灭菌的LB液体培养基，好氧条件下，培养至OD₆₀₀达到1.0-1.5，作为种子液。