水中典型抗生素的光化學降解研究.pdf

1、環(huán)境中抗生素的出現(xiàn)及其引起的危害正受到越來越多的關注?？股卦诃h(huán)境中的富集直接影響生態(tài)系統(tǒng)的功能，在人體中的富集直接引起細菌耐藥性的增強，進而危及人類健康。
　　 本論文選取在水環(huán)境中廣泛存在的土霉素和磺胺甲噁唑兩種抗生素類藥物，研究水環(huán)境中其光化學反應的影響因素，動力學規(guī)律以及降解途徑，旨在深入理解其光化學行為，為理論分析和實際工程處理提供依據(jù)。本研究由以下三部分組成。
　　 第一部分:采用高效液相色譜法作為土霉素和磺

2、胺甲噁唑的檢測方法，參考其它文獻，確定了土霉素和磺胺甲噁唑的檢測條件;采用高壓汞燈和球形氙燈作為光源，比較了UV對水溶液中土霉素和磺胺甲噁唑(SMZ)的光降解效果，考察了各種影響因子，如pH、DOM、NO3-，對光降解反應的影響。結果表明，對于初始濃度為50mg/L的溶液，UV和模擬太陽光照射60min后，土霉素的去除率分別達到73.2％和27.2％，SMZ的去除率則達97.9％和36.4％，說明土霉素相比磺胺甲噁唑更穩(wěn)定，更不易光降解

3、。兩種溶液的TOC去除率分別達到17％和51.1％。隨著溶液pH值的增大，兩類抗生素的去除率均增加;DOM則呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律，隨著HA的增大，土霉素的光解率先增后減，而磺胺甲噁唑卻先減后增;隨著溶液中NO3-濃度的增加，光降解效果增強。
　　 第二部分:采用UV/TiO2組合工藝處理土霉素OTC?？疾炝顺跏紳舛取⒎磻^程中光照、催化劑投加量、溶液起始pH、溶液中DOM和NO3對光催化降解的影響。在此基礎上，研究了其光降解動力學

4、。結果表明，光催化氧化法能夠有效去除水中半微量的OTC，OTC的光降解過程符合一級反應動力學模型;OTC的初始濃度從30mg·L-1增大到90mg·L-1，反應速率從0.0619 min-1降低到0.0130min-1;隨著光催化劑投加量的增大，光降解速率常數(shù)先增大后減小;增加溶液的pH值，速率常數(shù)逐漸減小;溶液中的DOM和NO3-的存在也影響光降解效率。比較UV和UV/TiO2兩種體系，以他們的TOC去除率為指標，UV/TiO2體系更

5、為安全有效。通過HPLC檢測和紅外光譜測定，推測OTC發(fā)生降解是苯環(huán)上取代基的脫除，以及環(huán)上取代基取代位置的變化。
　　 第三部分:為了提高土霉素的可見光催化性能，以鈦酸四丁酯[CH3(CH2)3O]4Ti]為鈦源，碘酸[HIO3]和硝酸鐵[Fe(NO3)3·9H2O]為改性劑，采用溶膠-凝膠法合成了鐵碘共摻雜納米TiO2催化劑。利用X射線粉末衍射(XRD)、熱重-差熱(TG-DTG)、紫外可見光譜(UV-Vis)對催化劑結構進