CCl4增強(qiáng)超聲降解典型喹諾酮類抗生素的實驗研究.pdf

1、抗生素是近年來出現(xiàn)的新型污染物，而傳統(tǒng)的生物廢水處理技術(shù)不能對其有效去除，造成了環(huán)境污染而引起人們關(guān)注。高級氧化技術(shù)一直是環(huán)境污染控制領(lǐng)域中的研究熱點，而其中的聲化學(xué)與化學(xué)試劑聯(lián)用降解污染物鮮見報道，本文選擇超聲/CCl4協(xié)同體系針對使用量大、水環(huán)境中頻繁檢出、難生物降解的喹諾酮類抗生素進(jìn)行降解。研究具體開展工作如下：
　?。?）考察 CCl4增強(qiáng)超聲降解喹諾酮類抗生素環(huán)丙沙星的效果。通過·OH濃度的測定和異丙醇對反應(yīng)的抑制情況探

2、索環(huán)丙沙星的超聲降解機(jī)理；采用UPLC/MS/MS方法對超聲降解產(chǎn)物進(jìn)行分析，初步解析環(huán)丙沙星的降解路徑；最后考察了CCl4添加濃度、超聲功率、溶液初始 pH值及環(huán)丙沙星初始濃度等因素對環(huán)丙沙星降解效果的影響。結(jié)果表明，CCl4增強(qiáng)了環(huán)丙沙星的超聲降解，當(dāng)反應(yīng)液體積為100 mL，超聲40 min時，隨著CCl4添加百分比的增大(0~0.4％)，環(huán)丙沙星的降解率由0.51%增至50.92%；增強(qiáng)作用主要在于·OH和一系列氯自由基的氧化作

3、用；UHPLC/MS/MS分析發(fā)現(xiàn)，降解過程中生成8種產(chǎn)物，其中包括3種氯代產(chǎn)物，環(huán)丙沙星按照6種途徑進(jìn)行降解。影響因素結(jié)果表明，超聲功率從130增加到195 W，降解率隨著功率的升高而增大，繼續(xù)增加功率195~325 W時降解率降低；pH值對環(huán)丙沙星的超聲降解一級反應(yīng)速率常數(shù)k的大小影響不大，k的變化趨勢與環(huán)丙沙星在不同pH的形態(tài)分布相關(guān)。CCl4的添加濃度一定時，環(huán)丙沙星的降解率隨其初始濃度的增大而降低?？咕鷮嶒灲Y(jié)果表明，CCl4可

4、使環(huán)丙沙星完全失去抗菌活性。
　　（2）考察CCl4對超聲降解喹諾酮類抗生素諾氟沙星的增強(qiáng)效果和抗菌性的去除，考察了CCl4體積分?jǐn)?shù)、超聲功率、溶液初始pH值、諾氟沙星初始濃度、NaCl等對降解效果的影響。并采用濾紙片法考察了諾氟沙星降解過程中的抑菌性的變化。結(jié)果表明，CCl4增強(qiáng)了超聲降解諾氟沙星的效果，降解過程符合一級反應(yīng)動力學(xué)。在反應(yīng)液體積為250 mL，CCl4的添加百分比在0~0.16%(v/v)，諾氟沙星沙星的去除率隨

5、CCl4體積分?jǐn)?shù)的增加而增加，超聲40 min，降解率由6.9%增加到67.37%。超聲功率為260 W，降解率達(dá)到最高；pH值對諾氟沙星的超聲降解影響很大，pH為6.60時一級反應(yīng)速率常數(shù)k達(dá)到最大值27.19×10-3 min-1；CCl4體積分?jǐn)?shù)一定，諾氟沙星的降解率隨其初始濃度的增加而降低；NaCl降低了諾氟沙星的降解效果；大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌結(jié)果表明，超聲/CCl4能夠完全去除諾氟沙星的抗菌性。產(chǎn)物分析表明，諾氟沙星

6、部分可被降解為新的產(chǎn)物，部分被完全礦化。
　?。?）考察CCl4增強(qiáng)超聲降解喹諾酮類抗生素恩諾沙星的效果?？疾炝薈Cl4體積分?jǐn)?shù)、超聲功率、溶液初始pH值、諾氟沙星初始濃度、NaCl等對降解效果的影響。結(jié)果表明，與單獨超聲相比，CCl4能夠有效增強(qiáng)恩諾沙星的超聲降解。超聲功率和pH存在最佳值；NaCl的存在會降低了諾氟沙星的降解效果；異丙醇的添加實驗表明羥基自由基是主要活性物種。產(chǎn)物分析表明，恩諾沙星的降解過程中沒有新的降解產(chǎn)物。