水环境中抗生素的吸附处理研究进展.docx

“环境化学”结课论文（2015--2016学年度第二学期）水环境中抗生素的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 2013070200036 2013070200041 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和水产养殖，用于疾病的预防治疗及有机体的生长促进。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)随人和畜禽排泄、水产养殖及制药废水排放持续进入环境，最终残留于土壤和水体。抗生素在环境中的持久性残留和蓄积可导致微生物菌群耐药等诸多生态毒性，严重影响人类健康和生态平衡。目前，在国内外各类水体中经常能检出ng／L--?g／L污染级别的抗生素残留。抗生素由于其特殊的抑菌或灭菌性能，可生化性极差，传统的水和废水处理技术一般无法对其有效去除。为控制其污染，有效的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的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的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，且在降解抗生素的过程中很难实现矿化，降解产生的中间代谢物常表现出比母体抗生素更强的生态毒性，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的方法之一，而如何设计开发低成本高性能的吸附剂成为吸附处理水环境中抗生素类污染物的关键。开展新型高效经济吸附剂的研究，将对环境保护和人类的可持续发展具有非常重要的现实意义。关键词：抗生素 吸附 活性炭 污染治理 类石墨烯1.1引文伴随人类社会的不断发展，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的重要制约因素。1999年Daughton等提出药品及个人护理用品(Pharmaceuticals and Personal Care Products，PPCPs)的环境污染和生态毒性问题，这类具有生物活性的新型污染物逐渐引起国内外的广泛关注。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)和个人护理用品(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的化学品。不同于传统持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants，POPs)的难降解、生物蓄积和“全球循环”，大多数PPCPs的极性强、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类污染物的主要储库。虽然PPCPs的的半衰期不是很长，但是由于大量频繁地连续输入，导致PPCPs不断富集于自然界的水体或土壤中，呈现一种“假持续”状态，成为环境中的一种“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。尽管目前检测出的浓度还比较低，一般在ng／g----?g／L水平，但其对生态系统及人类健康导致的负面影响不容忽视。已知的PPCPs对环境带来的内分泌干扰和微生物耐药等危害已对人们敲响警钟。抗生素，作为PPCPs这类新型污染物的主要组成之一，由于其大量广泛地使用，目前己对环境尤其是微生态系统造成日益严峻的不良影响。越来越多的资料表明，自然界的一些细菌对抗生素的耐药性比预期的要高得多。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的抗素除了用于人类疾病治疗外，约有70％还用于畜牧业和水产养殖业。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)的形式随粪便和尿液排入环境，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的直接撒入以及生产过程中的污水排放等方式进入环境。虽然目前环境中残留的抗生素还处在痕量水平，但长期持久性的暴露，将不可避免地对生态系统和人类健康造成巨大影响。一般传统的污水处理技术无法有效去除此类污染物，而倍受关注的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，作为一种非破坏性的物理技术，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，被认为是治理环境中痕量污染物技术中最具前景的有效手段之一。如何设计开发低成本