專(zhuān)利名稱(chēng)：抗生素降解促進(jìn)劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)制劑領(lǐng)域，涉及抗生素降解促進(jìn)劑及其制備方法和在土壤中促進(jìn)抗生素降解的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
抗生素在世界上的使用極其普遍，但多數(shù)抗生素在人和動(dòng)物機(jī)體內(nèi)不能夠被完全代謝，以原形和活性代謝產(chǎn)物的形式通過(guò)糞便排到體外。排出體外后的抗生素代謝物仍然具有生物活性，而且能夠在環(huán)境中進(jìn)一步形成母體?？股剡M(jìn)入環(huán)境后會(huì)影響環(huán)境中的微生物，富集于植物體內(nèi)，進(jìn)入水體中，最終對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物帶來(lái)危害。現(xiàn)有研究表明抗生素進(jìn)入環(huán)境后，一般經(jīng)過(guò)吸附、水解、光降解和微生物降解等過(guò)程。不同的抗生素在水體或土壤中具有不同的降解率。以土壤為例，四環(huán)素類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)和磺胺類(lèi)可在土壤中殘留8個(gè)月以上。0. lmg/kg阿維菌素在土壤中的半衰期為14d 觀天，350mg/kg阿維菌素的半衰期為觀 56天；紅霉素的半衰期為11. 5天，30天后活性仍有97%的。Michael等研究了大環(huán)內(nèi)酯抗生素在土壤中的有氧生物降解，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)驗(yàn)期間的120天內(nèi)，溫度控制在20°C時(shí)，紅霉素在土壤中的降解半衰期是20d，而羅紅霉素在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中幾乎不降解。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了 “利用可見(jiàn)光照射降解水中土霉素的方法 (CNA101125692) ”，采用光強(qiáng)為7000-12000Lx的可見(jiàn)光對(duì)含有土霉素的水體進(jìn)行照射處理 1. 5-10h，土霉素降解。盡管光照有助于抗生素的降解，但采用光照的方法對(duì)降解抗生素難度較大，尤其是亞表層的土壤采用光照方法降解抗生素，不具有實(shí)用價(jià)值。有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)上長(zhǎng)期使用，但以有機(jī)肥作為原料來(lái)制取提取液，作為土壤中抗生素降解促進(jìn)劑尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種新型的抗生素降解促進(jìn)劑，使用市售的有機(jī)肥作為原料， 經(jīng)過(guò)低溫提取的可溶性有機(jī)碳溶液，對(duì)抗生素有較好的降解促進(jìn)效果。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種抗生素降解促進(jìn)劑，由有機(jī)肥與水按1 3-10的重量份混合后離心獲得的上清液組成。優(yōu)選的抗生素降解促進(jìn)劑是由有機(jī)肥與水按1 3-10的重量份混合后低溫離心獲得的上清液組成。低溫可為4°C。更優(yōu)的有機(jī)肥與水的重量份比為1 5所述的抗生素降解促進(jìn)劑，將有機(jī)肥與水混合后，按下述方法制備A、在水平振蕩機(jī)上振蕩10-14個(gè)小時(shí)，B、在高速離心機(jī)上4°C離心25-；35分鐘，C、離心獲得的上清液用無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。
更進(jìn)一步，獲得濾液后，濾液在4°C低溫下保存。一種抗生素降解促進(jìn)劑的制備方法，包括如下步驟A、將有機(jī)肥與水混合；B、在水平振蕩機(jī)上振蕩10-14個(gè)小時(shí)；C、在高速離心機(jī)上4°C離心25-；35分鐘；D、離心獲得的上清液用無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。所述水平振蕩機(jī)的振蕩速度為200r/min。所述高速離心機(jī)的離心速度為12500r/min。所述無(wú)菌微孔濾膜為0. 45 μ m無(wú)菌微孔濾膜。所述抗生素降解促進(jìn)劑在土壤中降解抗生素的應(yīng)用。所述抗生素為土霉素。所述土壤為潮土、黑土或紅壤。所述促進(jìn)劑在土壤中降解抗生素的濃度為400mg/kg-1600mg/kg。所述土壤為經(jīng)滅菌的土壤或沒(méi)有經(jīng)過(guò)滅菌的土壤。更優(yōu)的土壤為沒(méi)有經(jīng)過(guò)滅菌的土壤。有益效果本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑能顯著提高抗生素在土壤中的降解速度，能有效解決土壤抗生素的污染問(wèn)題，且該抗生素降解促進(jìn)劑使用有機(jī)肥和水作為原料，對(duì)土壤沒(méi)有有害的影響，不會(huì)造成二次污染，其制備方法簡(jiǎn)單易行，易于推廣。


圖1是本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)經(jīng)滅菌的潮土中的土霉素降解的影響圖；圖2是本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)非滅菌的潮土中的土霉素降解的影響圖；圖3是本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)經(jīng)滅菌的黑土中的土霉素降解的影響圖；圖4是本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)非滅菌的黑土中的土霉素降解的影響圖；圖5是本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)經(jīng)滅菌的紅土中的土霉素降解的影響圖；圖6是本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)非滅菌的紅土中的土霉素降解的影響圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種抗生素降解促進(jìn)劑，由畜禽糞便經(jīng)堆肥工藝制備的商品有機(jī)肥與水按1 3 重量份混合后離心獲得的上清液組成。其制備方法為A、將有機(jī)肥與水混合；B、在200r/min的水平振蕩機(jī)上振蕩10個(gè)小時(shí)；C、在12500r/min的高速離心機(jī)上低溫4°C離心25分鐘；D、離心獲得的上清液用0. 45 μ m無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。E、濾液4 °C低溫保存。
實(shí)施例2一種抗生素降解促進(jìn)劑，由畜禽糞便經(jīng)堆肥工藝制備的商品有機(jī)肥與水按1 10 重量份混合后離心獲得的上清液組成。其制備方法為A、將有機(jī)肥與水混合；B、在200r/min的水平振蕩機(jī)上振蕩14個(gè)小時(shí)；C、在12500r/min的高速離心機(jī)上低溫4°C離心；35分鐘；D、離心獲得的上清液用0. 45 μ m無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。E、濾液4 °C低溫保存。實(shí)施例3一種抗生素降解促進(jìn)劑，由畜禽糞便經(jīng)堆肥工藝制備的商品有機(jī)肥與水按1 5 重量份混合后離心獲得的上清液組成。其制備方法為A、將有機(jī)肥與水混合；B、在200r/min的水平振蕩機(jī)上振蕩12個(gè)小時(shí)；C、在12500r/min的高速離心機(jī)上低溫4°C離心30分鐘；D、離心獲得的上清液用0. 45 μ m無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。E、濾液4°C低溫保存。實(shí)施例4本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)土壤中土霉素降解的影響試驗(yàn)方法在50ml的棕色玻璃離心管中加入2. OOOg 土壤，加入濃度為2000mg/L的土霉素溶液0. 2ml，配制成土霉素含量為200mg/kg的試驗(yàn)用土，再向這些土中加入實(shí)施例3制備的抗生素降解促進(jìn)劑0. :3ml，加入的濃度分別為400mg/kg，800mg/kg和1600mg/kg，同時(shí)設(shè)置對(duì)照組(對(duì)照組為空白土壤，即在土壤中只加抗生素，不加所述促進(jìn)劑，標(biāo)記為ck)處理，此時(shí)土壤的含水量調(diào)節(jié)為土壤最大持水量的40%，置于25°C生化培養(yǎng)箱中，每個(gè)處理設(shè)四次重復(fù)。培養(yǎng)期間，為了保持土壤濕度不變，用稱(chēng)重差減法，每周用去離子水補(bǔ)充水分并通氣一次。分別于培養(yǎng)的第0、1、3、7、10、14、28、35和42天取樣，采用高效液相色譜測(cè)定土霉素殘留量。試驗(yàn)結(jié)果(1) 土壤類(lèi)型為潮土，在滅菌處理下(參見(jiàn)圖1和表1)，添加濃度為SOOppm時(shí)，土霉素在潮土中的降解速率最快，降解半衰期為4. 6天；添加濃度為1600ppm次之，降解半衰期為5. 6天；添加濃度為400ppm最慢，降解半衰期為6. 9天；而對(duì)照組為14. 9天，無(wú)論是何種濃度的促進(jìn)劑都能促使土霉素快速降解，與對(duì)照組相比，效果顯著。在非滅菌處理下(參見(jiàn)圖2和表1)，土霉素在潮土中的降解速率順序?yàn)樘砑訚舛葹?600ppm >添加濃度為800ppm >添加濃度為400ppm，且降解半衰期分別為2. 1，3. 2，2. 8 天，對(duì)照組的降解半衰期為11. 2天。(2) 土壤類(lèi)型為黑土，在滅菌處理下(參見(jiàn)圖3和表1)，添加濃度為SOOppm時(shí)，土霉素在黑土中的降解速率最快，添加濃度為1600ppm時(shí)，土霉素的降解速率次之，添加濃度為400ppm時(shí)，土霉素的降解速率最慢。在培養(yǎng)的第35天，添加濃度為SOOppm時(shí)，已經(jīng)檢測(cè)不到土霉素的含量；而添加濃度為1600ppm和400ppm時(shí)的殘留率分別為5. 6%和8.9%。 添加濃度為800ppm時(shí)，降解半衰期為5. 8天，添加濃度為400ppm和1600ppm時(shí)，降解半衰期分別為9. 6天和10天。對(duì)照組的降解半衰期為17. 2天。在非滅菌處理下(參見(jiàn)圖4和表1)，土霉素在黑土中的降解速率的順序?yàn)樘砑訚舛葹镾OOppm >添加濃度為400ppm >添加濃度為1600ppm。且降解半衰期分別為2. 5天， 3. 5天和3. 8天，對(duì)照組的降解半衰期為10. 8天。(3) 土壤類(lèi)型為紅壤，在滅菌處理下(見(jiàn)圖5和表1)，添加濃度為1600ppm的降解速率最快，降解半衰期為7. 2天；添加濃度為400ppm的降解速率次之，降解半衰期為10. 6 天；添加濃度為SOOppm的降解速率最慢，降解半衰期為12. 6天；對(duì)照組的降解半衰期為 16. 9 天。在非滅菌處理下(見(jiàn)圖6和表1)，土霉素在紅壤中降解速率的順序?yàn)樘砑訚舛葹?1600ppm >添加濃度800ppm >添加濃度400ppm,降解半衰期分別為2. 4天，3. 4天和4. 2 天；對(duì)照組的降解半衰期為9. 5天。表1抗生素降解促進(jìn)劑對(duì)土壤中土霉素降解的影響
土壤類(lèi)型處理方式外源物質(zhì)濃降解動(dòng)力學(xué)方程降解常數(shù)相關(guān)系數(shù)半衰期度(K/d4)(r)(T1/2/d)潮土滅菌CkC=191.3697e t0.046610.9510814.9400C=199.5139e"° 0997540.099750.971306.9800C=I 88.4488e"° 1495840.149580.914474.61600C=191.2183e"0 1232940.123290.969545.6非滅菌CkC=197.846e-0 06172t0.061720.9785011.2400C=I 89.9052e"° 2512940.251290.943512.8800C=197.6797e"0·217740.217700.962573.21600C=184.9587e-032288t0.322880.918442.1Il 土滅菌CkC=190.7608e t0.040240.9508517.2400C=184.7954e-0 07243t0.072430.971799.6800C=198.1741e-0 11968t0.119680.951125.81600C=191.0104e-°°6954t0.069540.9804710.0非滅菌CkC=194.7497e-0 06399t0.063990.9692710.8400C=180.7885e"019S16t0.198160.964593.5800C=186.4811e-0 27795t0.277950.961662.51600C=189.9073e"0 18481t0.184810.970473.8紅壤滅菌Ck0=192.82046- 41 410.041040.9737416.9400C=183.516e-0 06568t0.065680.9513710.6800C=181.62O2e-0 05509t0.055090.9666612.61600C=196.989e"° 095840.095800.948527.2非滅菌CkC=183.6587e-0 07286t0.072860.908339.5400C=I 85.2888e-° 1655340.165530.956514.2800C=191.281e-° 2062540.206250.947343.41600C=196.076e"°-28639t0.286390.936552.4 從以上分析可以看出滅菌與非滅菌處理相比較，非滅菌處理土壤中土霉素降解
的速率要快于滅菌處理。說(shuō)明微生物對(duì)土霉素在土壤中的降解有很大影響。無(wú)論是滅菌還
是非滅菌處理，在不同土壤中添加促進(jìn)劑與不添加的對(duì)照組相比較，添加促進(jìn)劑處理，土壤
中土霉素在降解速度明顯高于對(duì)照，添加促進(jìn)劑能夠在一定程度上改善土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性，從而加快了土霉素在土壤中的降解速率。添加高濃度促進(jìn)劑較低濃度促進(jìn)劑更有利于土壤中土霉素的降解。與土壤類(lèi)型及其土壤性質(zhì)有關(guān)，其作用機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。并且土霉素在三種土壤中的降解均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，其相關(guān)系數(shù)較高。
權(quán)利要求
1.一種抗生素降解促進(jìn)劑，其特征在于，由有機(jī)肥與水按1 3-10的重量份混合后離心獲得的上清液組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗生素降解促進(jìn)劑，其特征在于，有機(jī)肥與水的重量份比為 1 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗生素降解促進(jìn)劑，其特征在于，有機(jī)肥與水混合后離心的方法為A、將有機(jī)肥與水的混合物在水平振蕩機(jī)上振蕩10-14個(gè)小時(shí)；B、在高速離心機(jī)上4°C離心25-35分鐘；C、離心獲得的上清液用無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。
4.一種抗生素降解促進(jìn)劑的制備方法，包括如下步驟A、將1 3-10重量份有機(jī)肥與水混合；B、將混合物在水平振蕩機(jī)上振蕩10-14個(gè)小時(shí)后；C、在高速離心機(jī)上4°C離心25-35分鐘；D、離心獲得的上清液用無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗生素降解促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于，所述水平振蕩機(jī)的振蕩速度為200r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗生素降解促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于，所述高速離心機(jī)的離心速度為12500r/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗生素降解促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于，所述無(wú)菌微孔濾膜為0. 45 μ m無(wú)菌微孔濾膜。
8.—種權(quán)利要求1或2所述的抗生素降解促進(jìn)劑在土壤中促進(jìn)抗生素降解的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述所述促進(jìn)劑在土壤中的濃度為 400mg/kg-1600mg/kg。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述抗生素為土霉素。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗生素降解促進(jìn)劑及其制備方法及應(yīng)用，促進(jìn)劑由有機(jī)肥與水按1∶3-10的重量份混合后離心獲得的上清液組成。其制備方法為A、將1∶3-10重量份有機(jī)肥與水混合；B、將混合物在水平振蕩機(jī)上振蕩10-14個(gè)小時(shí)后；C、在高速離心機(jī)上4℃離心25-35分鐘；D、離心獲得的上清液用無(wú)菌微孔濾膜過(guò)濾獲得濾液，濾液為抗生素降解促進(jìn)劑。該促進(jìn)劑在土壤中促進(jìn)抗生素降解。本發(fā)明的抗生素降解促進(jìn)劑能顯著提高抗生素在土壤中的降解速度，能有效解決抗生素的污染問(wèn)題，且該抗生素降解促進(jìn)劑使用有機(jī)肥和水作為原料，對(duì)土壤沒(méi)有有害的影響，不會(huì)造成二次污染，其制備方法簡(jiǎn)單易行，易于推廣。
文檔編號(hào)B09C1/08GK102382659SQ20111018699
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者李兆君, 梁永超, 范菲菲 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所