可修复被抗生素污染土壤的功能性肥料研究

赵立春++孔德玉++李明

摘 要：抗生素是世界上用量最大，使用最广泛的药物之一。在其挽救了千千万万人的生命的同时，其副作用也给人的生命健康带来了损失。大量的抗生素通过畜禽粪便和水体污染等形式侵入土壤，尤其是大量施用未经处理或处理不完全的禽畜粪便的蔬菜种植地，由于抗生素不能快速降解，随着雨水和灌溉，造成地表或地下水污染。大部分的蔬菜具有较强的吸收抗生素的能力，抗生素被富集到蔬菜中，危害人们的健康。所以，研究一种具有去除抗生素，修复被抗生素污染土壤的功能肥料，具有十分重要的意义。

关键词：抗生素；改性活性炭；修复

中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170732005

引言

据中科院调查披露，2013年我国抗生素总用量为16.2万t，而抗生素在动物和人体内发挥作用的效率不超过40%，60%～90%的抗生素通过各种途径进入到环境中，这里还不包括抗生素生产过程的废水排放。

另据调查，山东省某典型设施菜地的20个蔬菜大棚土壤中，在所有的土样中均检测出抗生素，其中个别大棚土壤诺氟沙星（QNC）和氧氟沙星（OFC）含量分别高达373.73g/kg和643.34g/kg，远远超过抗生素生态毒害效应触发值。浙江某大学对施用畜禽粪便的蔬菜基地调查，结果为施用畜禽粪肥农田的表层土壤土霉素、四环素和金霉素的平均残留量分别为未施畜禽粪肥农田的38倍、13倍和12倍。

而研究表明，链霉素、土霉素等抗生素在环境中不易降解，部分随着雨水和灌溉，以地表径流汇集到水体中，或因淋溶和渗透作用向地下水系迁移，造成地表或地下水污染，而多种蔬菜具有富集抗生素的能力，因此研究可去除土壤中抗生素的肥料十分有意义。

1 理论基础

活性炭是一种环境友好型吸附剂。其含有大量微孔，具有巨大无比的表面积，对于水中、土壤中大多数难于去除的有机污染物具有很强的吸附作用。尤其是活性炭经改性后，吸附功效更是大幅度增加。本研究利用改性活性炭的特性，吸附土壤中抗生素，然后在生物肥料中微生物和土壤中微生物的协同作用下，将吸附的抗生素进行生物降解，彻底消除抗生素的危害，修复被污染的土壤。

2 试验及检测分析

2.1 生物肥料制备

功能性生物肥料主要成分为秸秆发酵物、氨基酸有机肥、改性活性炭等。

秸秆发酵物制备：将粉碎后的秸秆与磷酸二铵、泥炭土、豆饼粉按比例混合，加入河南宝融生物科技有限公司生产的BM有机肥发酵菌剂，进行有氧发酵，得到秸秆发酵物。

改性活性炭制备：将粒径为50目的活性炭按质量比1：5浸泡在浓度为100～200g/L硝酸溶液中，30min后开始回流，回流温度25～30℃，时间3h，每分钟回流硝酸溶液体积1/10。回流结束后，滤去回流体系中的硝酸溶液，去离子水浸泡30～40min，用去离子水进行回流洗涤，当洗涤液的pH值与去离子水的pH值相当时结束洗涤，干燥箱中110～120℃干燥，得到硝酸改性的活性炭。

以上述材料为主，添加其它成分配制成功能性生物肥料。

2.2 肥料配比

2.3 试验用土

取自当地多次施用鸡粪有机肥的菜园土，对几种抗生素的检测，检测结果如下：诺氟沙星（QNC） 65.4μg/kg、环丙沙星（OFC）42.3μg/kg、土霉素（OTC） 21.2μg/kg、金霉素（CTC）10.8μg/kg。

2.4 试验用种子

小白菜，市售。

2.5 试验时间

2016年4月21日—6月30日（71d）。

2.6 试验方法

采用盆栽方法，菜盆尺寸30cm×60cm，装土深度20cm。7个处理，每个处理5次重复。处理1施用按配方一配制的生物有机肥200g/m2；处理2施用按配方2配制的生物有机肥200g/m2；处理3施用按配方3配制的生物有机肥200g/m2；处理4施用按配方4配制的生物有机肥200g/m2；处理5施用按配方5配制的生物有机肥200g/m2；对照1施用當地采购的鸡粪有机肥200g/m2；对照2CK对照。

上述7种处理均按同种方法种植、管理。

2.7 调查检测结果

2.7.1 小白菜长势与口感检测

2.7.2 土壤与小白菜中抗生素含量检测

3 结论与讨论

从表2和表3中可以看出，此种生物有机肥不但可以提高产量，且施用后的土壤中及蔬菜中的几种抗生素比对照均大幅度降低，具有吸附降解抗生素的功效，且效果十分显著。综合检测指标可知，氨基酸肥与活性炭相互配合，去除抗生素的效果更好；硝酸改性的活性炭去除抗生素明显高于未改性的活性炭。

参考文献

[1]尹春艳.典型设施菜地土壤抗生素污染特征与积累规律研究[J].环境科学，2012，33（8）.

[2]张慧敏，张明奎，顾国平.浙北地区禽畜粪便和农田土壤中的四环素类抗生素残留[J].生态与农村环境学报，2008，

24（3）.

[3]黄伟.硝酸改性处理对活性炭性能的影响[J].生物质化学工程，2006，40（6）.

作者简介：赵立春，助理研究员，吉林省顺风农业科技有限公司技术总监，研究方向：生物肥料，有机肥料，新型功能性肥料。