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基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法技术

技术编号:44475888 阅读:0 留言:0更新日期:2025-03-04 17:44
本发明专利技术涉及基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法。本发明专利技术以农业废弃物玉米秸秆为前驱物,水热反应负载磁性铁及石墨相氮化碳后高温煅烧制备出FeBC/g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;(简称FeBC/g‑CN)生物炭复合材料作为土壤改良剂。将制备生物炭改良剂施入待处理污染农田土壤,充分混匀,播种蔬菜种子,提供光照,保持土壤一定含水率,本发明专利技术制备的生物炭改良剂制备方法和施用方法简单,效果显著,生物炭改良剂的使用加快了土壤蔬菜中四环素的消减速率,同时阻控了抗生素及耐药基因在土壤蔬菜体系中的传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农田土壤修复,具体涉及一种生物炭阻控土壤及蔬菜中抗生素及耐药基因传输材料的制备方法及应用。


技术介绍

1、农业和畜牧业发展加速了抗生素对农田土壤的污染,同时导致抗生素耐药基因在土壤中的富集,对全球生态系统和人类健康构成重大威胁。各种化学和物理技术已被用于修复抗生素污染的土壤,但与成本、制备方法复杂及功效相关的挑战往往限制了它们的可持续性。土壤吸附剂施加是降低土壤抗生素有效性的一种主要方法,但传统吸附剂存在明显的性能差异,吸附污染物性能较弱。因此,如何选择一种能有效去除土壤和蔬菜中抗生素且低成本的土壤改良剂是未来确保食品安全和人类健康的重要研究课题。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足,提供一种生物炭阻控土壤及蔬菜中抗生素及耐药基因传输材料的制备方法,以玉米秸秆为前驱物,通过磁性改性和石墨氮化碳负载,水热反应高温煅烧后制备出吸附能力较强的生物炭材料,并将其施入受抗生素及耐药基因污染的土壤,实现土壤修复,以保护食品安全和人类健康。

2、为解决以上技术问题,本专利技术采用以下技术方案:

3、基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法,包括以下步骤:

4、步骤1、将玉米秸秆用去离子水洗净,烘干,粉碎过筛获得秸秆粉末;

5、步骤2、制备得到石墨氮化碳g-c3n4;

6、步骤3、将玉米秸秆粉末和feso4·7h2o加入去离子水中混合搅拌均匀,室温磁力搅拌12h,加入制备好的g-c3n4搅拌均匀,继续室温磁力搅拌12h后,鼓风干燥箱干燥,过筛后得到固体粉末,所述feso4·7h2o、g-c3n4和玉米秸秆的质量比为1:1:1.5;

7、步骤4、将上一步得到的固体粉末在马弗炉中650-750℃下煅烧4h以上,待反应结束后冷却至室温,将得到的产物用去离子水和乙醇离心洗涤三次,干燥后获得febc/g-cn复合材料;

8、步骤5、将上一步得到的febc/g-cn复合材料按土壤质量的0.4-0.8%施入土壤,充分混合均匀。

9、进一步的,步骤2的具体步骤为:将尿素置于有盖子的石英坩埚中加热至550℃,恒温保持2h,冷却收集得到g-c3n4。

10、进一步的,步骤5中febc/g-cn复合材料施用比例为土壤质量的0.5%。

11、本专利技术的有益效果为:

12、本专利技术使用的复合材料制备方法简单,前驱物原料丰富,孔容积较大,是理想的土壤改良材料;本专利技术施肥方式方式操作简单,适用于小型盆栽种植;所制备febc/g-cn生物炭材料的改良可以增加抗生素在土壤中的分解,降低抗生素的选择性压力,阻控抗生素及耐药基因在土壤蔬菜体系中的传输。经过试验结果显示生物炭材料施加后生菜根、茎、叶组织及土壤中四环素含量分别下降58%、79%、74%和30%,总耐药基因相对丰度分别降低64%、54%、43%和63%,对土壤及蔬菜组织中抗生素及耐药基因传输具有良好阻控效果。

13、下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。

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【技术保护点】

1.基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法,其特征在于,步骤2的具体步骤为:将尿素置于有盖子的石英坩埚中加热至550℃,恒温保持2h,冷却收集得到g-C3N4。

3.根据权利要求1所述基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法,其特征在于,步骤5中FeBC/g-CN复合材料施用比例为土壤质量的0.5%。

【技术特征摘要】

1.基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于生物炭基复合材料阻控土壤蔬菜体系中抗生素及耐药基因传输的方法,其特征在于,步骤2的具体步骤为:将尿素置于有盖子...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪庆杨生娟杨光李旭力孙少静罗景辉任尚
申请(专利权)人:河北工程大学
类型:发明
国别省市:

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