[发明专利]磁性聚氨酯泡沫塑料固定化细胞降解菊酯农药的方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性固定化微生物细胞进行化学农药生物降解技术领域，涉及一株对菊酯类、有机磷、阿维酶素具高效降解能力的微生物细胞的磁性化固定，用于高效氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、二嗪磷、甲基对硫磷、辛硫磷、毒死蜱、阿维菌素农药污染水体的生物修复和生物净化。

背景技术

化学杀虫剂是用于控制害虫的一类有毒化合物，在农业产生产中具有重要的作用。我国农药杀虫剂产量占全国农药总产量的60％，其主要品种为有机磷和拟除虫菊酯等。

我国蔬菜、茶叶、果树上广泛使用菊酯类和有机磷农药，在挽回产量损失的同时，农药的污染和残留问题也十分严重，农药在农产品中的累积直接对人体健康构成危害，农药残留在农田可造成面源污染，对水体中的鱼类和中性生物等造成毒害。在农产品中的农药残留超标还直接影响农产品出口贸易。

我国进入WTO以来，国际贸易日益频繁，农药残留限量标准已成为国际食品和农产品贸易的绿色壁垒，我国农产品的出口正面临着严峻的挑战。在我国出口的农副产品中，因农药的残留问题而导致的贸易损失每年超过百亿美元，损失巨大。从出口创汇产品看，茶叶、蔬菜、水果、烟草等大宗产品由于农药残留超标而不得不减少出口。欧盟2003年制订的标准中除对有机磷作出严格的限制外，对认为低毒的菊酯类农药检测标准也提高到每公斤1毫克以下，对以前不作要求的生物农药阿维菌素也制订了每公斤不超过0.02毫克的苛刻标准。

目前，从我国农业生产的实际情况出发，不使用农药来实现无污染是可能的。因此，利用微生物来降解农药残留具有重要意义，但对于由生活污水和农业面源污水造成的水体农药污染问题，仅仅依赖微生物菌株难以解决，而采用固定化技术将微生物固定化，并能有效回收，将能在生物降解农药的同时防止微生物流入水体，造成二次污染，，因此其应用价值和经济意义明显；的社会和生态效益显著。

发明内容

本发明的目的在于针对农业生产实践中的实际问题和需求，提供一株新型农药降解菌株的磁性固定化技术，该固定化菌株细胞对菊酯类、有机磷类和阿维菌素农药具有高效降解能力。本发明的另一目的为提供应用本发明固定化菌株细胞降解菊酯类、有机磷类和阿维菌素农药的方法。

本发明的技术方案概述如下：

1.一种利用磁性植物源聚氨酯泡沫塑料固定不动杆菌属JCX22D菌株细胞进行菊酯农药降解的方法，其特征如下：

1).保藏号为：CGMCC 1793的不动杆菌属JCX22D菌株对数生长期细胞的制备

接一环斜面保存的不动杆菌属JCX22D菌株到含10-20mL液体LB培养基的100mL三角瓶中，28℃、180rpm摇床培养12小时；培养好的菌体细胞按1％的接种量转接入含200-400mL液体LB培养基的1L三角瓶中，28℃、180rpm摇床培养至对数生长期(培养液OD₆₀₀值0.8-1)。

8000RPM离心2分钟，收集菌体，无离子灭菌水洗菌体三次，洗涤好的菌体细胞4℃冰箱保存。

2)植物源聚氨酯泡沫塑料液化单体的制备

取玉米芯、甘蔗渣等植物材料，洗净，烘干，粉碎成粉末。

以浓硫酸为催化剂、乙二醇为反应介质、在聚乙二醇(PEG-400)中液化植物原料。

PEG400、乙二醇和浓硫酸按100∶20∶5的质量配比组成的复合液化试剂。

按100mL复合液化试剂加入20-25g植物粉末原料的比例，将液化试剂和植物原料转移到装有搅拌器和冷凝器、预先在恒温至160℃的三颈瓶中，在搅拌和回流的条件下，反应1小时，反应结束后立即转移到冷水中，冷却至室温，调pH至中性。

3)磁性聚氨酯泡沫塑料合成及JCX22D菌株细胞固定

4℃冰箱保存的菌体细胞用10mL灭菌水充分悬浮，加入3g磁性材料Fe₃O₄

100份中和的液化单体、40份交联剂ZS-1618A、1份表面活性剂硅油8404、1份催化剂二乙烯二胺、1份催化剂辛酸亚锡、10nL发泡剂(悬浮菌体细胞和磁性材料的水)充分搅拌预混合后，加100份异氰酸酯以2400r/min的搅拌速度搅拌10～15s后，迅速注入模具中，在室温下自由发泡.常温固化一周。

固定化JCX22D菌株的磁性聚氨酯泡沫塑料修剪成6×2×1cm的小块。