[发明专利]一种利用沉积物表面微曝气促使形成根表铁膜加快沉积物污染物去除的方法

说明书

本发明涉及水污染环境治理技术领域，具体涉及一种利用沉积物表面微曝气促使形成根表铁膜加快沉积物污染物去除的方法，主要为采集受抗生素污染的污泥，加入微生物液体培养基用以富集污染底泥中的相关微生物，再将富集微生物的培养基加入沉水植物预培养水体中，并添加FeSO₄，共处理48‑72小时，用以在沉水植物的根系表面形成根表铁膜，最终将预培养好的植物种植于受污染养殖塘底，并在沉积物表面再次添加FeSO₄并进行微曝气，用以促进形成根表铁膜并加快污染物去除。该方法在原位，不需要移动沉积物和破坏自然生态系统的基础上去处沉积物中的抗生素类污染物，该方法简单，操作灵活、环境友好、且运行成本低廉。

技术领域

本发明涉及水环境技术研究领域，具体涉及一种利用沉积物表面微曝气促使形成根表铁膜加快沉积物污染物去除的方法。

背景技术

据报道，目前全球三分之二的水产养殖品由中国生产；由于我国对养殖业的管制松懈，抗生素滥用的情况十分普遍。近年来集约化养殖业的快速发展导致环境中残留抗生素种类和含量逐年增加，从而给生态安全和人类健康带来潜在风险。前期调研结果表明，9月和12月上海养殖塘沉积物中检出频度和检出浓度较高的抗生素主要为四环素类和喹诺酮类，总检出浓度分别为62.37-2874.32 ng/g和5.68-444.23 ng/g，抗生素污染十分严重。

目前，沉积物中抗生素的去除技术主要包括：固定法，电化学法，生物酶法，微生物法，沉水植物法等。在水产养殖塘中种植沉水植物，不仅可以实现水体增氧和原位生态修复，同时也为塘中植食性和杂食性的动物提供了天然饵料。沉水植物是沉积物中抗生素去除的重要途径之一。此外，植物根系微环境中一些还原性物质Fe²⁺、Mn²⁺被氧化，如4Fe²⁺+O₂+ 10 H₂O= 4Fe(OH)₃+8H⁺，形成的氧化物及其水合物呈红色或红棕色胶膜状包裹在根表，称为根表铁膜根系。作为抗生素进入植物体内重要的环境微界面，根表铁膜会对抗生素的去除产生影响。根表铁膜形成所需的根际氧化环境，一部分来自大气和植物根系泌氧；另一部分来自根系的氧化产物，包括氧化物酶类、过氧化氢酶类等。氧气和Fe²⁺是诱导铁膜生成的主要因素。在好氧条件下，土壤中Fe²⁺转化为Fe³⁺来促进水生植物根表铁膜的形成。在沉水植物根表铁膜研究方面，目前主要关注于自然环境因素对根表铁膜生成的影响，对有机物去除的调控研究较少。因此，揭示根表铁膜对沉水植物去除养殖塘底部沉积物中抗生素的方法，对于丰富水生植物去除抗生素理论、保障水产养殖生态安全具有重要的实用价值。

发明内容

为了最大限度提高沉积物中抗生素去除效率，减少抗生素对沉水植物胁迫及水产养殖的生态风险，本发明的目的在于公开一种利用沉积物表面微曝气促使形成根表铁膜加快沉积物污染物去除的方法，该方法在原位，不需要移动沉积物和破坏自然生态系统的基础上去处沉积物中的抗生素类污染物，该方法简单，操作灵活、且运行成本低廉。

本发明提出的一种利用沉积物表面微曝气促使形成根表铁膜加快沉积物污染物去除的方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）采集受抗生素污染的污泥，加入微生物液体培养基，用以得到富集污染的污泥的微生物培养基；

（2）将经过步骤（1）处理的富集污染的污泥的微生物培养基添加到沉水植物预培养的营养液中，同时加入Fe SO₄，处理48-72小时，用以在沉水植物的根系表面形成根表铁膜；

（3）将经过步骤（2）处理的沉水植物种植于养殖塘沉积物中，再次添加FeSO₄，同时在沉积物表面进行微曝气，进一步在沉水植物的根系表面形成根表铁膜，同时加快沉积物污染物去除。

本发明中，步骤（1）中所述的微生物液体培养基为LB培养基，经过混匀消毒后，与污染的污泥混合。