近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青課題組通過設(shè)置不同氣體條件，利用低溫等離子體技術(shù)，對廣譜類代表性抗生素諾氟沙星進行處理，發(fā)現(xiàn)低溫等離子放電產(chǎn)生的活性因子對降解水體中的抗生素有重要作用。相關(guān)成果被環(huán)境科學(xué)類期刊Chemosphere在線發(fā)表。
目前，抗生素污染成為威脅環(huán)境和人類健康不容忽視的因素，其中醫(yī)療廢水是抗生素污染擴散的重要渠道。含有大量抗生素殘留的醫(yī)療廢水被排放到環(huán)境中，不僅對生態(tài)產(chǎn)生威脅，而且由于抗生素長期殘留，導(dǎo)致細菌耐藥性增強，也對人體健康產(chǎn)生危害。因此，發(fā)展簡便、高效的抗生素降解方法，對于凈化醫(yī)療廢水、保護環(huán)境和人類安全具有重要意義。
研究人員發(fā)現(xiàn)，氣體成分對等離子體降解抗生素效果有重要影響，且不同氣體條件下等離子體處理降解抗生素的活性物質(zhì)也存在差別。為了開發(fā)實用性技術(shù)，課題組特別選用氧氣、空氣和氮氣進行實驗，發(fā)現(xiàn)在氧氣和空氣條件下，等離子體放電對抗生素降解有顯著效果；而在氮氣等離子體放電條件下，只有添加過氧化氫，才可大幅增強降解效果。進一步研究證明，在氧氣或空氣等離子體放電處理中，放電產(chǎn)生的活性氧是抗生素降解的主要因素，其中羥基自由基起主要作用，所涉及化學(xué)反應(yīng)主要是破壞諾氟沙星的哌嗪環(huán)和發(fā)生脫氟羥基化等作用；而在氮氣放電條件下，若添加過氧化氫，則活性氮是降解抗生素的主要因素。另外，研究人員還證實等離子體放電產(chǎn)生的臭氧和紫外光也可起作用。該研究為利用低溫等離子體技術(shù)處理水體中抗生素提供了理論支持，也為技術(shù)應(yīng)用提供了依據(jù)和方向。
低溫等離子技術(shù)可去除環(huán)境中各種污染物，具有經(jīng)濟實用、簡便易行、無二次污染等優(yōu)點，利用該技術(shù)進行污水處理是當前研究熱點之一。黃青課題組圍繞利用低溫等離子技術(shù)解決水污染問題進行了長期基礎(chǔ)研究，先后圍繞藍藻細胞、藻毒素、多氯酚類、染料、六價鉻等污染物開展低溫等離子體處理效率及機理研究，有助于該技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。
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