CN102382659B - 抗生素降解促进剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗生素降解促进剂及其制备方法及应用，促进剂由有机肥与水按1∶3-10的重量份混合后离心获得的上清液组成。其制备方法为：A、将1∶3-10重量份有机肥与水混合；B、将混合物在水平振荡机上振荡10-14个小时后；C、在高速离心机上4℃离心25-35分钟；D、离心获得的上清液用无菌微孔滤膜过滤获得滤液，滤液为抗生素降解促进剂。该促进剂在土壤中促进抗生素降解。本发明的抗生素降解促进剂能显著提高抗生素在土壤中的降解速度，能有效解决抗生素的污染问题，且该抗生素降解促进剂使用有机肥和水作为原料，对土壤没有有害的影响，不会造成二次污染，其制备方法简单易行，易于推广。

Description

抗生素降解促进剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化学制剂领域，涉及抗生素降解促进剂及其制备方法和在土壤中促进抗生素降解的应用。 

背景技术

抗生素在世界上的使用极其普遍，但多数抗生素在人和动物机体内不能够被完全代谢，以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外。排出体外后的抗生素代谢物仍然具有生物活性，而且能够在环境中进一步形成母体。抗生素进入环境后会影响环境中的微生物，富集于植物体内，进入水体中，最终对人类和动物带来危害。 

现有研究表明抗生素进入环境后，一般经过吸附、水解、光降解和微生物降解等过程。不同的抗生素在水体或土壤中具有不同的降解率。以土壤为例，四环素类、大环内酯类和磺胺类可在土壤中残留8个月以上。0.1mg/kg阿维菌素在土壤中的半衰期为14d～28天，350mg/kg阿维菌素的半衰期为28～56天；红霉素的半衰期为11.5天，30天后活性仍有97％的。Michael等研究了大环内酯抗生素在土壤中的有氧生物降解，实验结果表明在实验期间的120天内，温度控制在20℃时，红霉素在土壤中的降解半衰期是20d，而罗红霉素在整个实验过程中几乎不降解。 

中国专利申请中公开了“利用可见光照射降解水中土霉素的方法(CNA101125692)”，采用光强为7000-12000Lx的可见光对含有土霉素的水体进行照射处理1.5-10h，土霉素降解。尽管光照有助于抗生素的降解，但采用光照的方法对降解抗生素难度较大，尤其是亚表层的土壤采用光照方法降解抗生素，不具有实用价值。 

有机肥在农业上长期使用，但以有机肥作为原料来制取提取液，作为土壤中抗生素降解促进剂尚未见报道。 

发明内容

本发明的目的提供一种新型的抗生素降解促进剂，使用市售的有机肥作为原料，经过低温提取的可溶性有机碳溶液，对抗生素有较好的降解促进效果。 

本发明的技术方案为：一种抗生素降解促进剂，由有机肥与水按1∶3-10的重量份混合后离心获得的上清液组成。 

优选的抗生素降解促进剂是由有机肥与水按1∶3-10的重量份混合后低温离心获得的上 清液组成。 

低温可为4℃。 

更优的有机肥与水的重量份比为1∶5 

所述的抗生素降解促进剂，将有机肥与水混合后，按下述方法制备： 

A、在水平振荡机上振荡10-14个小时， 

B、在高速离心机上4℃离心25-35分钟， 

C、离心获得的上清液用无菌微孔滤膜过滤获得滤液，滤液为抗生素降解促进剂。 

更进一步，获得滤液后，滤液在4℃低温下保存。 

一种抗生素降解促进剂的制备方法，包括如下步骤： 

A、将有机肥与水混合； 

B、在水平振荡机上振荡10-14个小时； 

C、在高速离心机上4℃离心25-35分钟； 

D、离心获得的上清液用无菌微孔滤膜过滤获得滤液，滤液为抗生素降解促进剂。 

所述水平振荡机的振荡速度为200r/min。 

所述高速离心机的离心速度为12500r/min。 

所述无菌微孔滤膜为0.45μm无菌微孔滤膜。 

所述抗生素降解促进剂在土壤中降解抗生素的应用。 

所述抗生素为土霉素。 

所述土壤为潮土、黑土或红壤。 

所述促进剂在土壤中降解抗生素的浓度为400mg/kg-1600mg/kg。 

所述土壤为经灭菌的土壤或没有经过灭菌的土壤。 

更优的土壤为没有经过灭菌的土壤。 

有益效果： 

本发明的抗生素降解促进剂能显著提高抗生素在土壤中的降解速度，能有效解决土壤抗生素的污染问题，且该抗生素降解促进剂使用有机肥和水作为原料，对土壤没有有害的影响，不会造成二次污染，其制备方法简单易行，易于推广。 

附图说明

图1是本发明的抗生素降解促进剂对经灭菌的潮土中的土霉素降解的影响图； 

图2是本发明的抗生素降解促进剂对非灭菌的潮土中的土霉素降解的影响图； 

图3是本发明的抗生素降解促进剂对经灭菌的黑土中的土霉素降解的影响图； 

图4是本发明的抗生素降解促进剂对非灭菌的黑土中的土霉素降解的影响图； 

图5是本发明的抗生素降解促进剂对经灭菌的红土中的土霉素降解的影响图； 

图6是本发明的抗生素降解促进剂对非灭菌的红土中的土霉素降解的影响图。 

具体实施方式

实施例1 

一种抗生素降解促进剂，由畜禽粪便经堆肥工艺制备的商品有机肥与水按1∶3重量份混合后离心获得的上清液组成。 

其制备方法为： 

A、将有机肥与水混合； 

B、在200r/min的水平振荡机上振荡10个小时； 

C、在12500r/min的高速离心机上低温4℃离心25分钟； 

D、离心获得的上清液用0.45μm无菌微孔滤膜过滤获得滤液，滤液为抗生素降解促进剂。 

E、滤液4℃低温保存。 

实施例2 

一种抗生素降解促进剂，由畜禽粪便经堆肥工艺制备的商品有机肥与水按1∶10重量份混合后离心获得的上清液组成。 

其制备方法为： 

A、将有机肥与水混合； 

B、在200r/min的水平振荡机上振荡14个小时； 

C、在12500r/min的高速离心机上低温4℃离心35分钟； 

D、离心获得的上清液用0.45μm无菌微孔滤膜过滤获得滤液，滤液为抗生素降解促进剂。 

E、滤液4℃低温保存。 

实施例3 

一种抗生素降解促进剂，由畜禽粪便经堆肥工艺制备的商品有机肥与水按1∶5重量份混合后离心获得的上清液组成。 

其制备方法为： 

A、将有机肥与水混合； 

B、在200r/min的水平振荡机上振荡12个小时； 

C、在12500r/min的高速离心机上低温4℃离心30分钟； 

D、离心获得的上清液用0.45μm无菌微孔滤膜过滤获得滤液，滤液为抗生素降解促进剂。 

E、滤液4℃低温保存。 

实施例4本发明的抗生素降解促进剂对土壤中土霉素降解的影响 

试验方法： 

在50ml的棕色玻璃离心管中加入2.000g土壤，加入浓度为2000mg/L的土霉素溶液0.2ml，配制成土霉素含量为200mg/kg的试验用土，再向这些土中加入实施例3制备的抗生素降解促进剂0.3ml，加入的浓度分别为400mg/kg，800mg/kg和1600mg/kg，同时设置对照组(对照组为空白土壤，即在土壤中只加抗生素，不加所述促进剂，标记为ck)处理，此时土壤的含水量调节为土壤最大持水量的40％，置于25℃生化培养箱中，每个处理设四次重复。培养期间，为了保持土壤湿度不变，用称重差减法，每周用去离子水补充水分并通气一次。分别于培养的第0、1、3、7、10、14、28、35和42天取样，采用高效液相色谱测定土霉素残留量。 

试验结果： 

(1)土壤类型为潮土，在灭菌处理下(参见图1和表1)，添加浓度为800ppm时，土霉素在潮土中的降解速率最快，降解半衰期为4.6天；添加浓度为1600ppm次之，降解半衰期为5.6天；添加浓度为400ppm最慢，降解半衰期为6.9天；而对照组为14.9天，无论是何种浓度的促进剂都能促使土霉素快速降解，与对照组相比，效果显著。 

在非灭菌处理下(参见图2和表1)，土霉素在潮土中的降解速率顺序为添加浓度为1600ppm＞添加浓度为800ppm＞添加浓度为400ppm，且降解半衰期分别为2.1，3.2，2.8天，对照组的降解半衰期为11.2天。 

(2)土壤类型为黑土，在灭菌处理下(参见图3和表1)，添加浓度为800ppm时，土霉素在黑土中的降解速率最快，添加浓度为1600ppm时，土霉素的降解速率次之，添加浓度为400ppm时，土霉素的降解速率最慢。在培养的第35天，添加浓度为800ppm时，已经检测不到土霉素的含量；而添加浓度为1600ppm和400ppm时的残留率分别为5.6％和8.9％。添加浓度为800ppm时，降解半衰期为5.8天，添加浓度为400ppm和1600ppm时，降解半衰期分别为9.6天和10天。对照组的降解半衰期为17.2天。 

在非灭菌处理下(参见图4和表1)，土霉素在黑土中的降解速率的顺序为添加浓度为800ppm＞添加浓度为400ppm＞添加浓度为1600ppm。且降解半衰期分别为2.5天，3.5天和3.8天，对照组的降解半衰期为10.8天。 

(3)土壤类型为红壤，在灭菌处理下(见图5和表1)，添加浓度为1600ppm的降解速率最快，降解半衰期为7.2天；添加浓度为400ppm的降解速率次之，降解半衰期为10.6天；添加浓度为800ppm的降解速率最慢，降解半衰期为12.6天；对照组的降解半衰期为16.9天。 

在非灭菌处理下(见图6和表1)，土霉素在红壤中降解速率的顺序为添加浓度为1600ppm＞添加浓度800ppm＞添加浓度400ppm，降解半衰期分别为2.4天，3.4天和4.2天；对照组的降解半衰期为9.5天。 

表1抗生素降解促进剂对土壤中土霉素降解的影响 

从以上分析可以看出：灭菌与非灭菌处理相比较，非灭菌处理土壤中土霉素降解的速率要快于灭菌处理。说明微生物对土霉素在土壤中的降解有很大影响。无论是灭菌还是非灭菌处理，在不同土壤中添加促进剂与不添加的对照组相比较，添加促进剂处理，土壤中土霉素在降解速度明显高于对照，添加促进剂能够在一定程度上改善土壤的物理、化学和生物学特性，从而加快了土霉素在土壤中的降解速率。添加高浓度促进剂较低浓度促进剂更有利于土壤中土霉素的降解。与土壤类型及其土壤性质有关，其作用机理还有待进一步研究。并且土霉素在三种土壤中的降解均符合一级动力学方程，其相关系数较高。 

Claims (2)

1.一种抗生素降解促进剂，该抗生素降解促进剂在土壤中的浓度是400mg/kg-1600mg/kg，由畜禽粪便经堆肥工艺制备的商品有机肥与水按1∶3-10的重量份混合后离心获得的上清液组成，其特征在于：将畜禽粪便经堆肥工艺制备的商品有机肥与水的混合物在200r/min的水平振荡机上振荡10-14个小时；在12500r/min的高速离心机上低温4℃离心25-35分钟；离心获得的上清液用0.45μm的无菌微孔滤膜过滤获得滤液，滤液4℃低温保存，该滤液即为抗生素降解促进剂，所述抗生素为土霉素。

2.根据权利要求1所述的抗生素降解促进剂，其特征在于，有机肥与水的重量份比为1∶5。

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