低温等离子体放电技术可降解水中抗生素

2018年08月05日14:16  来源:安徽日报
 

记者近日从中科院合肥物质科学研究院获悉,近期,该院技术生物所黄青研究员课题组通过设置不同气体条件,利用低温等离子体技术,对广谱类代表性抗生素诺氟沙星进行处理,发现低温等离子放电产生的活性因子对降解水体中的抗生素有重要作用。

抗生素污染成为威胁环境和人类健康不容忽视的因素,其中医疗废水是抗生素污染扩散的重要渠道。含有大量抗生素残留的医疗废水被排放到环境中,不仅对生态产生威胁,而且导致细菌耐药性增强。发展简便、高效的抗生素降解方法,对于净化医疗废水,保护环境和人类安全具有重要意义。

研究人员发现,气体成分对等离子体降解抗生素效果有重要影响,且不同气体条件下等离子体处理降解抗生素的活性物质也存在差别。为了开发实用性技术,课题组特别选用氧气、空气和氮气进行实验,发现在氧气和空气条件下,等离子体放电对抗生素降解有显著效果;而在氮气等离子体放电条件下,只有添加过氧化氢,才可大幅增强降解效果。进一步研究证明,在氧气或空气等离子体放电处理中,放电产生的活性氧是抗生素降解的主要因素,其中羟基自由基起主要作用,所涉及化学反应主要是破坏诺氟沙星的哌嗪环和发生脱氟羟基化等作用;而在氮气放电条件下,若添加过氧化氢,则活性氮是降解抗生素的主要因素。另外,研究人员还证实等离子体放电产生的臭氧和紫外光也可起作用。该研究为利用低温等离子体技术处理水体中抗生素提供了理论支持,也为技术应用提供了依据和方向。

低温等离子技术可去除环境中各种污染物,具有经济实用、简便易行、无二次污染等优点,利用该技术进行污水处理是当前研究热点之一。

(责编:吴西露、常国水)