TiO2光催化降解水中喹诺酮类抗生素

研究TiO2光催化降解水中3种喹诺酮类抗生素的动力学特征,探讨TiO2用量、初始浓度、pH和水质对3种喹诺酮类抗生素光催化降解的影响。研究结果表明:当优化参数为TiO2用量1.0 g/L、抗生素初始浓度10 mg/L,pH=7时,反应80 min,3种喹诺酮类抗生素的降解率均在95%以上;光催化降解反应符合假一级反应动力学方程,反应速率常数为0.044 5~0.071 0,半衰期为9.76~15.57 min,降解难易程度从高到低的顺序为诺氟沙星、环丙沙星、洛美沙星;不同水质中诺氟沙星、环丙沙星的降解率从高到低的顺序为高纯水、河水、自来水,而洛美沙星的降解率从高到低的顺序为河水、自来水、高纯水。     

蒙脱石对喹诺酮类抗生素的吸附平衡及动力学特征

以蒙脱石为吸附剂进行水中2种喹诺酮类抗生素(环丙沙星和诺氟沙星)的静态吸附试验,考察初始浓度、pH值和阳离子强度对吸附性能的影响.结果表明,蒙脱石对环丙沙星和诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程,吸附速率常数分别为0.063和0.024 kg·mg-1·h-1.环丙沙星和诺氟沙星的吸附等温线均能较好地符合Freu...     

硫酸根自由基降解氟喹诺酮抗生素动力学模型构建

针对水环境中广泛残留的氟喹诺酮类抗生素污染问题,采用热激活过硫酸盐方式降解3种典型氟喹诺酮抗生素(环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星),考察其在不同pH下的降解情况,构建相关自由基动力学氧化模型,并将数学模型与实验数据相耦合计算体系中特征自由基的浓度及目标物拟二级动力学反应常数。研究结果表明:建立的模型能够较好地描述氟喹诺酮微观反应动力学,反应体系中·SO_4~-及·HO浓度受pH影响较大,环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星与·SO_4~-反应的二级动力学常数分别为6.96×107±2.31,2.52×10~7±4.47和8.55×10~7±1.98L/(mol·s)。     

三种氟喹诺酮类抗生素在黄河沉积物中的吸附行为

采用批平衡法研究了3种氟喹诺酮类抗生素环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星在黄河沉积物上的吸附特性.结果表明:环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星在沉积物中的吸附均呈现先快速增长后缓慢平衡的趋势,吸附平衡时间皆为12 h,平衡吸附量分别为88.97、76.25、54.53 mg/kg.吸附数据与准二级动力学方程有较好的拟合,反应速率常数为11.59~225.70g/(mg·h).吸附等温线能较好地符合Henry方程和Freundlich方程,沉积物对环丙沙星和诺氟沙星的吸附能力较强,对恩诺沙星的吸附效果较差.     

UV/PS工艺降解水中环丙沙星的产物及机理分析

水环境中残留的氟喹诺酮抗生素(FQs)所造成的长期生态及生理毒性已引起了人们的广泛关注.本文采用基于紫外光活化过硫酸盐的新型高级氧化工艺氧化降解水中典型氟喹诺酮抗生素环丙沙星(CIP),对其降解产物进行定性与定量表征,并通过量子化学分析与质谱检测结果提出UV/过硫酸盐工艺降解环丙沙星的详细降解路径.结果表明,该工艺降解CIP最佳pH为9.0,30min反应后,溶液体系中检测出包括醇类、酚类、酰胺类及酮类等在内13种中间产物,且部分中间产物浓度呈现先升高后降低的趋势.氧化反应主要集中在喹诺酮核心的C-F键、羧酸基团及哌嗪基团上.UV/PS工艺降解环丙沙星的降解包含四个主要路径,通过一系列的脱氟、光裂解、取代、加成及脱氨基反应,最终导致目标物开环裂解.     

两种喹诺酮类抗生素对Geobacter sulphurreducens PCA菌的影响研究

以一种典型的汞甲基化细菌铁还原菌Geobacter sulphurreducens PCA为研究菌种, 选取两种喹诺酮类抗生素氧氟沙星和环丙沙星, 研究复合污染体系下抗生素对PCA菌生长和产甲基汞能力的影响。研究结果表明, 低浓度抗生素对PCA菌的生长有促进作用。通过抗生素浓度的检测以及ESI scan扫描图得出, Geobacter sulphurreducens PCA可以代谢氧氟沙星, 环丙沙星不能被Geobacter sulphur- reducens PCA降解。两种抗生素的存在会促进汞甲基化发生, 氧氟沙星对于Geobacter sulphurreducens PCA甲基汞转化率的提升是对照组的4.21倍, 环丙沙星对甲基汞转化率的提升是对照组的2.27倍。添加两种抗生素的混合溶液对Geobacter sulphurreducens PCA菌甲基汞转化率的提升也达到对照组的2倍以上, 但没有显示出两种抗生素对甲基汞转化具有协同促进作用。     

蒸渗仪控制下典型抗生素迁移规律研究

以北京市潮土原状土柱为供试土壤,采用称重式蒸渗仪模拟自然环境下典型抗生素在土壤中的迁移规律。结果表明,磺胺类抗生素(磺胺甲基异恶唑、磺胺嘧啶)在土壤中的吸附性较差,迁移性较强,淋溶过程中,部分磺胺类抗生素可以穿透第一层次土壤,并逐步向下迁移。四环素类(土霉素、四环素)和氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星)在各个土壤层次的淋溶液浓度稳定时分别为0.5～1μg/L和7～9μg/L,这表明四环素类和氟喹诺酮类抗生素在土壤中的吸附性较强,迁移性较弱,淋溶过程中,大部分四环素类和氟喹诺酮类抗生素可在土壤中累积。     

竹炭表面改性对两种抗生素吸附性能的影响

采用磷酸(H3PO4)和氢氧化钠(Na OH)对竹炭表面进行改性,并考察其对环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)的吸附性能.结果表明,2种改性竹炭对环丙沙星和诺氟沙星均有良好的吸附效果.经H3PO4改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到88.14和65.17 mg/g,经Na OH改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到82.23和69.02 mg/g.与Langmuir方程相比,2种抗生素的吸附过程更适合用Freundlich方程来进行描述,也表明了竹炭对这2种抗生素的吸附属于非均匀性吸附.两者的吸附过程更符合二级反应动力学方程.经H3PO4改性后竹炭提高了表面酸性基团的数量,可以在一定程度上增加竹炭对亲水性药物的吸附量.而Na OH改性会增加竹炭表面的碱性基团的数量,同时在一定程度上增强了竹炭对憎水性药物的吸附量.     

Fe3O4/rGO催化臭氧和过硫酸盐高级氧化降解磺胺嘧啶的研究

系统考察了Fe3O4/rGO复合材料催化臭氧和过硫酸盐降解磺胺嘧啶的效能与机制.研究发现两种高级氧化体系中GO与Fe3O4质量占比为15％的催化剂(Fe3O4/rGO15wt％)对SDZ的降解效率最佳,并观察到Fe3O4和GO之间在对O3和PS催化中的协同作用.同时,研究了水环境共存阴离子(Cl-,SO42-和NO3-)对SDZ降解效果的影响.通过淬灭实验明确了该催化剂在O3体系中SDZ降解中的活性氧化物种,既羟基自由基(?OH),超氧自由基(O2·-)和单线态氧(1O2).在PS体系中,活性氧化物种为硫酸根自由基(SO4·-)和1O2.通过实际水环境的模拟实验和稳定性实验发现,与PS体系相比,该催化剂在O3体系对含SDZ的水体表现出较强的降解效能与更稳定的特性.     

UV/H_2O_2工艺降解水中扑热息痛

针对传统工艺难以有效去除水中抗生素的问题,采用UV/H2O2工艺降解水中残留的典型药物扑热息痛(APAP)。紫外光会催化双氧水(H2O2)产生羟基自由基(HO.)降解水中扑热息痛。扑热息痛降解过程符合准一级动力学模型。研究其反应物初始质量浓度、H2O2投加量、反应液pH、光照强度及水中不同阴离子对扑热息痛去除率的影响。研究结果表明:随着反应物初始质量浓度的升高,UV/H2O2工艺降解APAP的反应速率降低,当反应物初始质量浓度从2 mg/L增加至10 mg/L时,降解速率常数由0.108 9 min-1降低到0.037 6 min-1;在一定范围内,双氧水投加量越多,APAP的降解速率越快;光照强度越强,APAP的降解速率越快;在酸性条件下,UV/H2O2工艺降解APAP速率较快;阴离子对UV/H2O2工艺降解APAP的影响不同,阴离子体系反应降解速率常数从大至小依次为NO3-,SO42-,Cl-和CO32-。