四环素菌渣是发酵法制四环素产生的固体废弃物，其含有丰富营养物质，具有较高的资源利用价值，但由于其中残留有四环素使对环境和人体健康存在潜在威胁，使其被列入危险废物名单。填埋、焚烧等技术虽能够达到无害化处置效果，却存在资源浪费、二次污染、处理成本高昂等问题。因此开发出菌渣安全有效资源化技术，是当下发酵类抗生素制药企业的共同诉求。本课题采用水热法无害化处理四环素菌渣并制取菌渣肥原料，通过土壤模拟实验考察菌渣肥原料对土壤环境的影响，以此对其肥料价值及安全性进行评价，探究四环素渣肥料化的可行性。
　　为了明确菌渣和土壤中四环素的残留量，分别建立基于菌渣和土壤介质的四环素检测方法。菌渣中四环素残留的检测采用分散固相萃取-高效液相色谱法。以甲醇:超纯水=20:80为提取剂，PSA和C18组合为净化吸附剂的分散固相预处理条件，以草酸(pH=4):甲醇=60:40流动相、紫外检测波长355nm色谱条件下进行HPLC检测；该检测方法四环素的回收率为87.23～102.62％，相对标准偏差(RSD)范围为4.9～9.3％(n=5)，检测限为0.023mg/kg，定量限为0.077mg/kg；在1～500mg/L浓度范围内，色谱响应线性关系良好。土壤中四环素残留检测采用固相萃取-超高液相串联二级质谱法。以甲醇:Na2EDTA-Mcllvaine(pH=4)=40:60从土壤中提取四环素，提取液经固相萃取后，以超纯水淋洗、5mL0.01mol/L草酸甲醇溶液洗脱，而后过膜在调谐出的色谱和质谱进行检测。当加标量为20μg/kg时，四环素回收率82.73～104.26％，RSD为4.3～9.6％(n=5)，检测限、定量限分别为38.94ng/kg、129.81ng/kg，标准线性范围是1～1000μg/L，R2=0.9992。结果表明所建立的检测方法操作简约、稳定可靠，可以运用于菌渣和土壤中四环素残留分析检测。
　　研究了水热法无害化处理四环菌渣的可行性及处理效能，从四环素残留降解和破坏菌渣结构两方面进行效能研究。结果表明，在降解四环素方面，四环素60～100℃温度范围内降解规律符合拟一级反应动力学方程，100℃下四环素降解速率最快，其速率常数为0.0208min-1，四环素去除率约为99％。在破坏菌渣结构方面，分析水热处理过程上清液营养物质的变化，发现高温(100℃)结合菌渣的本身酸性条件，能够破解菌渣“菌胶团”结构，增加菌渣上清液营养物质含量。此外，对比处理前后的菌渣的理化性质，水热处理并未导致菌渣营养成分的明显损失，基本满足有机肥原料的营养标准要求。
　　探索了模拟实验过程中菌渣肥原料对土壤性能的影响。结果表明，菌渣肥原料能够显著增加土壤的营养物质含量，提高土壤电导率值、微生物数量水平，增强酶活性，但却降低了速效磷的含量，pH值、种子发芽指数(GI)；随着处理时间的延长，速效钾含量基本稳定，土壤pH值略微升高并稳定，电导率一直能够增加但在合理范围内，而其余指标均有恢复到空白土壤水平的趋势。另外，土壤中四环素的含量虽有痕量31.53μg/kg增加，但逐渐降解至土壤原有含量水平，并未形成积累，体现了菌渣肥原料的安全性。总之，四环素菌渣肥原料能够增强土壤的肥力的同时并未造成四环素积累，是安全有效的，证明水热法制备的四环素菌渣肥原料具备潜在的有机肥料价值。