【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海水养殖污染治理领域，具体涉及纳米零价铁生物炭复合材料去除海水养殖废水中新污染物抗生素抗性基因的方法及应用。
技术介绍
1、水产养殖在全球粮食安全和减贫方面发挥着至关重要的作用，尤其是在中国和印度尼西亚等发展中国家。然而，海水养殖在内的水产养殖业、畜禽养殖业及医疗等行业中抗生素的不当甚至滥用使得近海沉积物中新污染物抗生素抗性基因（antibioticresistance genes，简称args）水平显著升高。此外，河流径流输入、污水处理厂和生活污水排放等陆源输入更加剧了近海养殖环境args的污染。全球已有超过50%的水产养殖环境和养殖产品面临着抗生素耐药性的问题。此外，海水养殖环境中其他化学品如多环芳烃、重金属、人工纳米颗粒和微塑料的大量使用及陆源的输入，加速了细菌通过基因突变和水平基因转移等方式获得和传播args。大量携带args的水产品也可通过食源性感染传递给人类，这将进一步加剧耐药性对人类健康和生态安全的威胁。过滤、吸附、膜生物反应器、人工湿地和氯消毒等传统的污水处理技术无法有效去除水中的args，甚至消毒剂处理会通过水平基因转移的方式加速args的传播扩散。因此，开发适用于海水养殖环境中新污染物args的污染阻控技术，减轻抗生素耐药性的传播是确保海水养殖生产可持续性及水产品安全的重要保障。
2、纳米零价铁（nanoscale zerovalent iron，简称nzvi）作为一种金属纳米材料因具有比表面积大、反应活性高和环境友好等优点，在传统污染物修复方面受到了广泛关注。然而，由于本身的微磁性
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术中海水养殖废水中积蓄的args难去除等问题，本专利技术的目的在于提供了nzvi-bc去除海水养殖废水中args的方法及该方法在海水养殖废水中args污染处理中的应用，采用bc为基质，通过nzvi负载和还原改性；在施用后能够通过“芬顿反应”产生自由基，降低海水养殖废水中总args的绝对丰度，并且特殊负载比下对材料结构和去除性能有改善效果。
2、本专利技术提供纳米零价铁生物炭复合材料去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，所用nzvi-bc为液相还原法制备，包括如下步骤：
3、①将水和乙醇除氧得无氧水和无氧乙醇，②取七水合硫酸亚铁溶于无氧水后除氧，取bc于无氧水中分散得悬浮液，与七水合硫酸亚铁溶液混合并除氧，③取nabh4溶于无氧水后于去氧环境下逐滴滴加至bc悬浮液并搅拌，④取无氧乙醇和无氧水交替冲洗若干次后冻干；
4、其中，七水合硫酸亚铁:bc:nabh4的质量配比为278:(15-150):(75-150)，七水合硫酸亚铁:bc的质量配比优选278:(28-168)，更优选为278:56。
5、优选的，所述bc生物质在厌氧或无氧条件下高温热解产生的固态芳香化碳质材料，热解温度为500 ℃~800 ℃，优选所述生物炭经过≥700 ℃的热解过程。
6、优选的，所述nzvi-bc的表面负载有球形nzvi，且bc孔隙中填充有nzvi。
7、进一步，将nzvi-bc施用于含溶解氧的水体中，测定其各类自由基的产生，自由基产生过程为：
8、fe0+o2+2h+→fe2++ h2o2
9、fe2++o2→fe3++ o2•–
10、fe2++ o2•–+2h+→fe3++ h2o2
11、fe2++ h2o2→fe3++ •oh+oh-。
12、本专利技术同时提供一种上述去除方法在抗生素抗性基因污染水体中的应用，具体的，将所述nzvi-bc作为水体处理剂施用于args污染水体中。
13、优选的nzvi-bc在待处理水体中的添加量为1~5 mg l-1，args待去除浓度为0.1 ngμl-1到1 ng μl-1。
14、进一步，利用qpcr对处理后水体args进行定量检测，去除率采用下式进行计算：
15、 r (%) = log ( c 0/ c t)；
16、其中， r表示去除率， c 0表示处理前体系中质粒所携带基因的拷贝数copies ml-1； c t表示不同材料处理2 h后体系中剩余质粒所携带基因的拷贝数copies ml-1。
17、本专利技术所带来的综合效果包括：
18、①采用nzvi-bc能够有效去除海水养殖废水中的args。nzvi-bc去除args的主要机制为通过将nzvi负载于bc孔隙及表面并协助分散，促进芬顿反应产生自由基，破坏args的结构从而使其失去生物活性。
19、②将本专利技术nzvi-bc施用于海水养殖废水中，通过nzvi增强其电子转移，促进自由基大量产生而起效，从而显著降低args丰度。且特殊负载比下复合材料的抗性基因去除率在应用中具有明显改善，为人工选择性去除特定海洋领域中的抗性基因污染物提供技术启示，进一步避免渔业病害的产生。
20、③公开了nzvi-bc对应负载机理及其初步应用，将为建立基于nzvi改性bc材料的海水养殖环境中args污染阻控技术提供基础数据和理论依据。
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1.纳米零价铁生物炭复合材料去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所用nZVI-BC为液相还原法制备，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，七水合硫酸亚铁:BC的质量配比为278:(28~168)。
3.根据权利要求2所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，七水合硫酸亚铁:BC的质量配比为278:56。
4.根据权利要求1或2所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述BC为生物质在厌氧或无氧条件下高温热解产生的固态芳香化碳质材料，热解温度为500℃~800℃。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述nZVI-BC复合材料的BC表面负载有球形nZVI，且BC孔隙中填充有nZVI。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，将nZVI-BC复合材料施用于含溶解氧的水体中，测定其各类自由基的产生，自由基产生过程为：
<...【技术特征摘要】
1.纳米零价铁生物炭复合材料去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所用nzvi-bc为液相还原法制备，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，七水合硫酸亚铁:bc的质量配比为278:(28~168)。
3.根据权利要求2所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，七水合硫酸亚铁:bc的质量配比为278:56。
4.根据权利要求1或2所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述bc为生物质在厌氧或无氧条件下高温热解产生的固态芳香化碳质材料，热解温度为500℃~800℃。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的去除海水养殖废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述nzvi-bc复合材料的bc表面负载有球形n...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑浩，马小涵，刘柳青青，华健，罗先香，李锋民，
申请(专利权)人：中国海洋大学三亚海洋研究院，
类型：发明
国别省市：
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