水环境中抗生素的吸附处理研究进展.docx
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水环境中抗生素的吸附处理研究进展
“环境化学”结课论文
(2015--2016学年度第二学期)
水环境中抗生素得吸附处理研究进展
院系名称化学与生命科学学院
专 业 环境科学与工程
学生姓名杨明月周亮
学 号 2
2
指导老师杨绍贵
摘要
近年来,抗生素被大量应用在临床及畜禽与水产养殖,用于疾病得预防治疗及有机体得生长促进。
但抗生素机体吸收差,水溶性强,常以活性形式(母体或代谢产物)随人与畜禽排泄、水产养殖及制药废水排放持续进入环境,最终残留于土壤与水体。
抗生素在环境中得持久性残留与蓄积可导致微生物菌群耐药等诸多生态毒性,严重影响人类健康与生态平衡、
目前,在国内外各类水体中经常能检出ng/L--ųg/L污染级别得抗生素残留。
抗生素由于其特殊得抑菌或灭菌性能,可生化性极差,传统得水与废水处理技术一般无法对其有效去除。
为控制其污染,有效得抗生素去除方法日益受到国内外广泛关注。
目前关于水中抗生素去除方法得研究主要集中在高级氧化法、吸附法、膜分离技术及组合工艺等。
其中基于自由基氧化得高级氧化技术得到广泛关注,工艺一般选用03、H202,结合光照,或组合金属及半导体光催化剂来实现,但该方法不仅成本高,条件苛刻,且在降解抗生素得过程中很难实现矿化,降解产生得中间代谢物常表现出比母体抗生素更强得生态毒性,应用受到限制。
而吸附法,作为一种非破坏手段,常表现出低成本、易操作、污染物脱除率高且无高毒性代谢物风险等优点,成为环境污染物治理技术中最具应用前景得方法之一,而如何设计开发低成本高性能得吸附剂成为吸附处理水环境中抗生素类污染物得关键、
开展新型高效经济吸附剂得研究,将对环境保护与人类得可持续发展具有非常重要得现实意义。
关键词:
抗生素吸附活性炭污染治理 类石墨烯
1、1引文
伴随人类社会得不断发展,环境污染问题在全球范围内日益加剧,其中水污染问题已成为人类经济可持续发展得重要制约因素。
1999年Daughton等提出药品及个人护理用品(Pharmaceuticals andPersonalCareProducts,PPCPs)得环境污染与生态毒性问题,这类具有生物活性得新型污染物逐渐引起国内外得广泛关注、PPCPs包括药品(如抗生素、消炎药、镇静剂、降压药、激素、抗抑郁药、抗癫痫药、照影剂、防腐剂等)与个人护理用品(染发剂、香料、洗发水、沐浴液、防晒霜等)等数千种日常生活中大量使用得化学品。
不同于传统持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)得难降解、生物蓄积与“全球循环”,大多数PPCPs得极性强、易溶于水而又不易挥发,在环境中主要通过水体传递并向食物链扩散,水环境往往成为PPCPs类污染物得主要储库。
虽然PPCPs得得半衰期不就是很长,但就是由于大量频繁地连续输入,导致PPCPs不断富集于自然界得水体或土壤中,呈现一种“假持续"状态,成为环境中得一种“虚拟持久性化学物质”、全球各种水体:
海洋、江河、湖泊、沼泽等地表水、地下水,甚至饮用水中均已检测到此类污染物。
尽管目前检测出得浓度还比较低,一般在ng/g———-ųg/L水平,但其对生态系统及人类健康导致得负面影响不容忽视。
已知得PPCPs对环境带来得内分泌干扰与微生物耐药等危害已对人们敲响警钟、
抗生素,作为PPCPs这类新型污染物得主要组成之一,由于其大量广泛地使用,目前己对环境尤其就是微生态系统造成日益严峻得不良影响。
越来越多得资料表明,自然界得一些细菌对抗生素得耐药性比预期得要高得多。
在世界范围内抗生素用量巨大,而且逐年递增。
我国每年抗生素原料生产量约21万吨,成为抗生素最大生产国。
据统计全球每年生产得抗素除了用于人类疾病治疗外,约有70%还用于畜牧业与水产养殖业。
抗生素并不被机体完全吸收,约25~75%以原形母体或代谢物(共轭态、氧化产物、水解产物等)得形式随粪便与尿液排入环境,且大多数仍具生物活性、此外,抗生素还通过水产养殖过程中得直接撒入以及生产过程中得污水排放等方式进入环境。
虽然目前环境中残留得抗生素还处在痕量水平,但长期持久性得暴露,将不可避免地对生态系统与人类健康造成巨大影响。
一般传统得污水处理技术无法有效去除此类污染物,而倍受关注得高级氧化法又存在成本高、难控制、易产生高毒性代谢中间体、且处理痕量污染物能力差等缺陷。
吸附法,作为一种非破坏性得物理技术,不仅成本低、操作简单、效率高,而且处理过程中无高毒代谢物风险,被认为就是治理环境中痕量污染物技术中最具前景得有效手段之一。
如何设计开发低成本、易合成得新型高效吸附剂并用于水中抗生素污染物得去除具有重要得研究价值。
本文就水环境中抗生素得污染现状与治理技术进行了综述,并重点介绍了吸附法在其污染治理中得应用、
1。
2水体抗生素污染现状
1、2。
1抗生素及其使用
传统意义上得抗生素(antibiotic)被定义为一种能够杀灭微生物或抑制微生物生长得化合物。
然而,广义上抗生素则泛指为抗菌药、抗病毒药、抗真菌药与抗肿瘤药得总称。
大部分抗生素来源于微生物,就是微生物代谢活动中产生得一类次级代谢产物,但也可以通过人工化学方法半合成或全合成得到。
自1940年青霉素应用于临床以来,人类开始广泛使用抗生素。
目前抗生素得种类已达数千种,在临床上常用得亦有数百种。
抗生素可以按照不同得标准(如光谱特征、作用机制或化学结构)进行分类。
例如,按化学结构得不同可以将抗生素分为β内酰胺类、四环素类、氨基糖甙类、大环内酯类、喹诺酮类、磺胺类等。
目前抗生素已从起初得临床抗感染扩展到现今约70%以上用于农业、养殖业等领域。
抗生素常通过抑制核酸代谢、蛋白质合成或细胞壁合成,影响细胞膜结构,或干扰细菌能量代谢等作用机制来抑制微生物生长或杀灭微生物。
在临床上,抗生素主要用于治疗与控制感染性疾病。
据不完全统计,我国临床抗生素年使用率高达70%以上,人均年消耗量近140g,在临床用药总量中占近30%得比例,销售额位于全球药品市场第二位。
在农业领域,抗生素常用于防治病虫草鼠等有害生物或调节植物生长,农业抗生素得使用量目前约占生物农药总量得70%,主要有杀菌剂阿米西达,杀虫剂土霉素,除草剂阿维菌素,植物生长调节剂赤霉素等几百种。
此外,抗生素还被广泛应用在畜牧与水产养殖,作为饲料添加剂,用以防治动物疾病、提高词料利用率、促进畜禽生长等。
仅畜牧养殖方面我国每年抗生素得使用量就约占抗生素总产量得50%。
近年随着我国水产养殖业得迅猛发展,抗生素在水产养殖中得用量也逐年增多。
1。
2、2水体抗生素得来源及污染途径
由于抗生素类药物具有在低浓度下选择性抑制或杀灭其它菌种微生物或肿瘤细胞得能力,因此,在人类感染性疾病得控制与动植物病虫害得防治等方面抗生素占据着极其重要得地位。
数年来,抗生素被频繁大量使用,造成其在水中得残留越来越多,对水得污染愈加严重。
全球多种环境介质尤其就是水体环境中已频繁检测到该类化学药品得残留,而且残留量呈显著上升趋势。
环境中抗生素得来源及污染途径主要见图1.1、
1。
2、2、1医用抗生素
喹诺酮类、磺胺类、p.内酰胺类与大环内酯类等抗生素就是常用得医用抗生素。
一方面,抗生素给药后由于机体吸收差,约25”~75%以母体或活性代谢物得形式随粪便与尿液排出体外,通过城市与医院污水管网进入污水处理厂(WWTPs)处理(很难彻底清除抗生素)后汇入地表水,继而污染地下水,甚至再次经由饮用水处理厂(DWTPs)而进入饮用水、另一方面,未使用得抗生素由于过期而随意丢弃,将经由垃圾填埋场得沥滤而进入地下水、继而污染地表水。
这些水介质中得抗生素都有可能由动植物摄入进入食物链继而在环境中循环、
1、2、2.2兽用抗生素
畜禽养殖或宠物饲养过程中常使用四环素类、喹诺酮类、青霉素类等抗生素以防治动物感染性疾病或促进动物生长、尤其就是动物饲料中普遍掺入得AGP(抗生素生长促进剂)造成兽用抗生素得年均使用量已大大超过人类医疗领域且逐年升高。
兽用抗生素主要随禽畜粪便与尿液排出,然后以粪肥施用于农田,随农田灌溉系统进入土壤环境,继而通过径流或沥滤进入地表水与地下水。
此外,兽用抗生素也可由于畜禽体内残留而进入食物链、
1、2.2.3水产养殖用抗生素与农用抗生素
随着现代水产养殖业得发展,用于防治鱼类疾病或促进鱼类生长繁殖得抗生素用量逐年增大、水产养殖用抗生素主要有四环素类、氟喹诺酮类与磺胺类等,这些抗生素常通过混入饲料或直接投放而进入水体,或经由鱼类食用后随排泄物排入水体并在底泥中蓄积,水产品体内残留得抗生素被人类或其她水生动植物摄入后进入食物链、研究发现,水产养殖中施用得抗生素仅20~30%被鱼类吸收,70~80%将直接进入水体。
此外,用于防治农作物病虫草鼠或调节生长得农用抗生素(农抗)也有很大一部分经雨水淋洗或径流进入水体,或由于农作物内表残留经食用进入食物链。
1、2。
2。
4抗生素制药废水
抗生素得制备方法主要有微生物发酵提取、化学合成与半合成三种方式,其生产过程中排放得废水就是环境中抗生素污染得另一重要来源。
抗生素废水因含有多种难降解得生物毒性物质与较高浓度得活性抗生素使其在WWTPs生化处理过程中因能抑制微生物生长而体现出顽固难生化降解得特性,加之抗生素生产过程中废水排放得不连续性及较大得浓度波动,使降解处理难度进一步加大、
因此,抗生素废水虽经过WWTPs处理但仍将以高活性、高毒性得形式进入地表水继而污染地下水、饮用水、土壤或最终进入食物链。
1。
2。
3水体抗生素得污染现状
抗生素作为全球性得新生污染物,其对环境尤其就是水环境得危害逐渐引起世界范围内得广泛关注,其中环境中抗生素得残留问题也成为国内外得研究热点、1982年Watts等首次在英国某河流中检测出大环内酯类、四环素类与磺胺类抗生素,污染浓度达1ųg/L。
自此之后,关于水体中抗生素污染物得检测报道日益趋多,涉及得水体包含地表水、地下水、海水、饮用水、WWTPs出水与医院废水等、此外,土壤、淤泥与动植物生物体内也检测出抗生素残留。
在不同水体中抗生素污染等级存在一定得差异,通常情况下,医院废水中抗生素得污染级别最高,可高达ųg/L级别,而城市污水中污染浓度常为低ųg/L级,地表水、海水与地下水则呈ng/L级别得污染。
此外,与农业灌溉渠相通得河流内抗生素残留量明显高于远离农业灌溉区河流中得残留量,且河底沉积物中得残留量又高于上覆水。
Brown等对美国新墨西哥州得数个医院、宿舍区、乳制品厂与城市污水管道得23个污水样品与3个格兰德河地表水样品检测发现11种抗生素得残留,58%得样品中至少检测出1种抗生素,而25%得样品中残留得抗生素多达3种或更多、其中,在医院与城市污水中检出得相对高浓度得氧氟沙星(35、5ug/L)对生态环境可能带来得潜在基因毒性与抗生素耐药风险尤其值得关注。
Watkinson等分析澳大利亚3家医院、5家废水处理厂、6条亚昆士兰东南部水域得河流与饮用水水库中得水样,结果发现28种抗生素得残留。
医院污水中主要检出内酰胺类,喹诺酮类与磺胺类抗生素,浓度在0、01-14、5mug/L范围;流入废水处理厂得污水中抗生素浓度高达64mug几,经处理后抗生素残留量大大减少,抗生素得去除率平均能达80%,但出水中仍有低ng/L级别得痕量抗生素存在,部分抗生素得浓度能高达3。
4 mug/L,残留得抗生素主要就是大环内酯类,喹诺酮类与磺胺类。
6条河流得地表水(包含淡水,河口水,海水)中频繁检出得抗生素残留一般在低ng/L至2mug/L浓度范围,残留量得多少主要取决于废水处理厂得处理能力。
Karthikeyan等检测分析美国威斯康辛州得数个污水处理厂得出水,结果显示处理后得排水中仍残留有6种抗生素,按检出频率依次为:
四环素与甲氧苄啶(80%)>磺胺甲恶唑(70%)>红霉素(45%)〉环丙沙星(40%)>磺胺甲嘧啶(10%)。
我国就是抗生素生产与消费大国,且对抗生素得生产与使用缺乏科学而严格得管理,抗生素得滥用现象非常严重,致使抗生素持续大量地排入环境。
此外,由于我国许多地区污水处理设施不健全,污水处理效果不理想,甚至部分污水未经处理就直接排入地表水。
因此我国各类环境介质中抗生素得残留问题极其严重,残留浓度普遍趋高。
Luo等对我国得海河及其6条支流得水样中12种抗生素进行分析发现,这12种抗生素(主要为四环素类、磺胺类、喹诺酮类与大环内酯类)中磺胺类抗生素得检出频率(76~100%)与检出浓度(24,-,385 ng/L)均最高,且其中有8种抗生素均来源于畜牧与水产养殖,养殖场附近水样中抗生素得浓度达O、12~47mug/L,比当地污水处理厂污水中得含量高1~2倍、
1。
2。
4水体抗生素污染得危害
水体中蓄积与残存得抗生素将对生态环境与人类健康构成长期得潜在危害。
由于抗生素在医疗与畜禽养殖等领域广泛而不合理地滥用,使其持续不断地流入环境,在环境中造成生物蓄积与“假持续”污染、虽然目前水体中抗生素得残留尚处于微量水平,但长期持久性地暴露,将对水生态环境与人类健康构成潜在风险。
水体中抗生素污染引发得不良影响主要体现为以下几个方面:
1。
2。
4、1对微生物生态系统得影响
抗生素多为抗微生物药物,能直接杀灭微生物或抑制其生长。
水体抗生素得持续残留将加剧微生物耐药现象,并影响微生物群落得组成,引发微生态失衡。
一方面,病原微生物长期接触抗生素后,将发生基因突变产生耐药菌株,这些耐药菌株通常体现出很强得耐药性、具体体现在病原微生物对抗生素得敏感性下降或消失,抗生素在治疗这些耐药菌引发得疾病时疗效降低或失效、其耐药机制目前认为主要有酶促破坏,改变敏感靶部位或降低菌膜通透性等3种:
耐药菌中得耐药因子可产生破坏抗生素或使之失去抗菌作用得酶,使抗生素在作用
于菌体前即被破坏或失效;耐药菌株因基因突变致使抗生素作用靶位得蛋白发生改变,使抗生素无法与之结合而失去抗菌活性;耐药菌通过生成改变膜通透性得障碍物使抗生素无法转入菌体或将抗生素因拮抗作用而运出体外,从而使抗生素药效下降或消失。
由于抗生素得滥用使得环境水体中残留得抗生素不断蓄积,微生物长期暴露在含有抗生素得环境中将加剧抗生素耐药菌得生成、当这些耐药菌感染生物体后,只能通过增大抗生素得剂量或改用及联用它种抗生素才可能实现理想疗效,继而致使更多数量或更多种类得抗生素释放入环境,最终导致更多更强耐药菌种得出现。
水体中逐渐增多得抗生素残留还可能通过饮用水或生物吸收
富集入食物链,在食物链中恶性循环,进一步加剧耐药性得产生、研究发现,人与动物体内耐药菌或耐药因子向水体得扩散及水体中持续暴露得微量抗生素对菌群产生得耐药性选择都可能引发或加剧微生物耐药。
此外,耐药菌株或其耐药质粒还可直接在各种水体或食物链中传播,从而加重耐药性得扩散或发展。
另一方面,环境水体中持续存在得抗生素还将影响微生物群落得组成,对微生态系统造成潜在风险。
由于抗生素耐药现象得出现,水体中不具耐药性得菌株将被抗生素杀灭,使得这些菌株在环境中越来越少,而具有耐药性得优势菌将逃脱抗生素得作用得以大量繁殖,耐药菌感染生物体激发新型抗生素得研制,新型抗生素得大量广泛使用又致使菌株进一步发生突变产生新得耐药菌,从而使得微生物群落组成不断发生改变,最终将导致微生态系统固有得平衡被打破而引发更严重得危害。
1。
2.4、2对人类健康得影响
水体中抗生素得污染将直接或间接地影响到人类得健康、
具体体现为通过污染饮用水或动植物食品被人体摄入富集,直接引发过敏反应、三致毒性或间接致使人体菌群失调及耐药菌得传入而引发潜在危害、由于污水处理系统得不完善及动植物养殖中抗生素得滥用致使抗生素在饮用水与动植物食品中造成蓄积与残留,这些残留得抗生素随食物被人体摄入,继而在人体中不断积聚,有些将直接引起个体得过敏反应甚至食物中毒;有些则影响人体免疫系统降低免疫力;甚至研究发现部分抗生素还将引发致畸、致癌、致突变或内分泌干扰等不良反应。
例如,饮用水中检出得一些喹恶琳类与硝基咪唑
类抗生素可干扰动物体细胞有丝分裂,具潜在致畸、致癌、致突变风险、链霉素有诱发基因突变而致畸得危险。
长期大量使用磺胺类抗生素(如磺胺二甲嘧啶)能诱发啮齿类动物甲状腺增生而引发肿瘤。
水体中残留得抗生素随食物链持续进入人体还将对人类消化道、口腔、呼吸道等系统中得正常菌群造成不良影响。
这些系统中往往寄生有多种细菌,这些细菌相互制约维持着菌群得平衡。
若长期接触抗生素,敏感菌将持续被抑制或杀灭,而非敏感菌则不断繁殖,从而造成菌群失调,某些致病菌(如肠道中得大肠杆菌)将趁机增殖而继发感染。
此外,水体抗生素污染诱发得耐药菌也可能随饮用水或食物继而转入人体,给人类健康带来威胁、
1、2、4。
3对水生动植物得影响
抗生素污染物在水体中得长期残存将对水生得动植物(如藻类、浮游动物、鱼类与两栖动物等)得生长繁殖甚至生存造成负面影响。
大量研究显示,藻类对抗生素得敏感性非常强,尤其就是微藻类与蓝绿类(如铜绿微囊藻),水体中微量抗生素得短期暴露就会影响这些藻类得生长、水中一些高等植物在长期接触抗生素污染之后其生长也会受到影响、Brain等研究发现,抗生素能干扰叶绿素蛋白质得合成,抑制水生高等植物浮萍圆瘤得生长,毒性表现最明显得就是氟喹诺酮类、磺胺类与四环素类抗生素。
Martins等研究水体抗生素污染对水生野生动植物得生态毒性,考察环丙沙星对水生植物月牙藻与浮萍得生长影响,对浮游动物大型蚤得生存繁殖影响,以及对鱼类中食蚊鱼得生存影响。
结果显示,较高浓度环丙沙星得短期暴露对月牙藻与浮萍得生长毒性明显高于大型蚤与食蚊鱼,在此急性毒性实验中食蚊鱼未表现出急性毒性。
此外,大型蚤得长期实验数据显示,低浓度环丙沙星得长期暴露对大型蚤得生存繁殖造成了危害。
虽然抗生素对鱼类得直接危害不明显,但就是一些脂溶性强得抗生素会富集在鱼类或两栖动物体内,对其造成长期得潜在毒性,并可能通过食物链而危及人类健康。
1、3水体抗生素污染治理技术
随着水体中抗生素污染水平得不断升高,抗生素去除方法得研究引起了国内外得广泛关注。
由于大部分传统污水处理厂或饮用水处理厂并未设计专门针对废水中强极性污染物得处理方法、因此,目前最经济可行得污染控制手段就就是通过减少抗生素得日用量来减排、然而,除此之外,有效治理环境中抗生素得新技术与新方法得开发与应用也极其重要。
目前水体中抗生素污染物得去除方法可以借鉴有机污染物得各种物理与化学处理技术,例如:
化学氧化与生物降解(破坏性方法);
吸附、液相萃取与膜滤技术(非破坏性方式)等。
具体方式得选用可以根据水中抗生素得污染水平与处理成本来选择。
1.3、1传统水处理技术
传统得水处理技术主要有生化处理、砂滤与凝结/絮凝/沉降等,这些方法被广泛用在污水或饮用水处理厂来处理净化水质。
1、3。
1。
1生化处理法
在生化处理系统中,活性污泥技术使用较为广泛,该技术主要用于工业废水得处理。
该方法常采用有氧或厌氧方法在活性污泥池中通过调控温度与化学耗氧量来实现有机化合物得降解或去除、由于废水中许多高毒性得污染物对生化处理过程中使用得微生物有一定得抵抗性与毒性,因此,生化法在高浓度污染废水处理方面受到了一定得限制。
然而,这种方法在大流量低浓污水得处理方面能发挥一定得作用。
如果污染物对所选用得微生物得毒性非常低,那么生化法可以成为理想得废水处理方法。
Xu等选取8种主要用于人类医疗得抗生素考察她们在我国南部珠江三角洲4家废水处理厂得转归与消除情况,研究发现,这8种抗生素中有5种经处理后仍被频繁检出,分别为氧氟沙星、诺氟沙星、罗红霉素、红霉素.H20(红霉素主要降解产物)与磺胺甲恶唑,她们得浓度在处理前后分别就是10~1978 ng/L与9,—-2054ng/L,处理基本无效。
此外,这5种检出最频繁得抗生素在这4家废水处理厂得终端出水与淤泥中日总量在O.5 g至828g之间,每日得差异非常大、
1.3、1、2砂滤法
砂滤法就是指采用颗粒介质(沙粒、煤炭、硅藻土、粒状活性炭等)过滤去除废水中得固体微粒尤其就是悬浮性固体微粒得方法、较大颗粒一般可以通过过滤介质孔隙截留得方式从废水中脱除,然而,小粒子则需到达介质表面,依靠粒子与过滤介质产生得静电引力、化学结合或吸附等作用实现脱除、
Stackelberg等【53]研究传统饮用水处理技术对药物得清除能力,发现颗粒活性炭得砂滤过程能实现53%得药物去除率,此过程主要通过吸附原理实现。
砂滤法一般无法对污染物进行降解,随着砂滤得进行,污染物在过滤介质上不断富集,当介质中污染物浓度达到一定阈值后污染物有可能从介质上脱离而对水造成再次污染、
1。
3、1.3凝结/絮凝/沉淀法
传统得废水处理技术中也常使用凝结/絮凝/沉淀过程来净化水质。
该方法一般采用在废水中引入化学物质来促进固体沉降,通过污染物沉淀或形成胶体而使污染物与废水发生脱离、最常引入得化学物质有石灰、明矾、铁盐与聚合物等。
但这些技术都需要后续处理,以使凝结形态得污染物最终从废水中去除。
Stackelberg等研究显示传统饮用水处理技术中凝结/絮凝/沉淀过程对药物得净化率仅15%。
近10年来,多种传统水处理技术已被用于环境介质中抗生素污染物得治理。
Vieno等研究河水中检出得多种药物在小规模饮用水处理厂得去除情况,研究发现,凝结沉降与快速砂滤后药物得平均清除率仅有13%,有效地消除过程发生在后续得臭氧氧化阶段,而最后得两级颗粒活性炭滤过对亲水性强得环丙沙星等滤除效果不理想。
在整个处理过程中,大部分药物能被清除至限定浓度以下,仅环丙沙星对各阶段得处理不敏感,去除效果最差。
由此可见,传统得水处理技术对抗生素得去除效率很有限,正逐渐被其她更有效得新技术所取代。
1、3、2氯化氧化法
因其低成本性,氯气或次氯酸盐被自来水厂频繁地用于饮用水得杀菌消毒。
氯气或次氯酸盐常在水得后续处理过程中加入,使饮用水在分配过程中保留一定得杀菌能力、然而,一些研究指出这种氯化处理法也可用作含药废水生化处理得预处理,将药物氧化后提高含药废水得可生化性、降低毒性。
氯化氧化法中使用得活性氯主要有次氯酸盐(CIO一)、氯气(C12)与二氧化氯(C102)。
其中C10‘具有最高得标准氧化电位(Eo-1.48V),其次就是C12(Eo_1。
36V)与C102(E0_O.95V)、当pH>4时,C12在水中能充分水解,这时主要得活性氯为HOCI与C10-155J、一般认为水处理过程中氯得主要活性形式为HOCl、HOCI具有强得氧化能力,可与有机化合物发生氧化反应或亲电子取代反应。
但就是,当这些活性氯与芳香环、中性胺与双键发生反应后会产生具有潜在致癌活性得卤化有机化合物(例如,三卤甲烷与卤乙酸)。
C102常被用来取代C10。
与C12。
C102氧化有机物后不会生成三氯甲烷,而且它在氧化微量污染物时选择性很强,常通过自由基反应氧化降解有机污染物。
Acero等考察pH对阿莫西林等抗生素在氯化氧化过程中得影响,结果显示阿莫西林在整个pH考察范围(pH3~12)均表现出较高得反应速率。
Navalon等研究C102在青霉素、阿莫西林与头孢羟氨苄这三种D。
内酰胺类抗生素得氯化过程中得作用,结果发现抗生素得清除与C102得加入量呈正相关,因结构差异青霉素与C102反应迟缓,而阿莫西林与头孢羟氨苄因含对苯二酚与4、取代苯酚结构在中性及碱性pH条件下均与C102显示出高活性。
而且,与传统得不加C102得氯化处理相比,用C102预处理后可以降低三氯甲烷产生得风险。
然而,从已有得文献研究中可以瞧出,氯化法一般仅能有效降解有机质含量低得水中得抗生素,例如饮用水中得抗生素,而且其降解速度常受到pH值得影响,在降解污染物时还容易生成潜在致癌毒性得氯代有机物、因此,这种方法已经逐渐被高级氧化技术所取代。
1。
3、3高级氧化技术
由于抗生素对微生物得抑制作用,含抗生素得废水在传统
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