【摘 要】
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随着人们对于水产品的需求不断增加,水产养殖业在近几十年得到了迅速的发展,中国已成为世界上最大的水产养殖产品生产国,抗生素在水产养殖业被普遍使用,但是由于抗生素不会被生物体有效的吸收代谢,结构稳定,大量的抗生素被排出,不断的在水体中积累。水环境中的抗生素不仅会影响水生生物的免疫力,还可能会进入食物链,威胁食品安全和人类健康。常规的水处理工艺（混凝、沉淀、过滤等）较难有效去除水体中的抗生素,抗生素残留
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随着人们对于水产品的需求不断增加,水产养殖业在近几十年得到了迅速的发展,中国已成为世界上最大的水产养殖产品生产国,抗生素在水产养殖业被普遍使用,但是由于抗生素不会被生物体有效的吸收代谢,结构稳定,大量的抗生素被排出,不断的在水体中积累。水环境中的抗生素不仅会影响水生生物的免疫力,还可能会进入食物链,威胁食品安全和人类健康。常规的水处理工艺（混凝、沉淀、过滤等）较难有效去除水体中的抗生素,抗生素残留已成为中国水产养殖业的一个亟待解决的问题。高级氧化工艺（AOPs）是一种新兴的水处理技术,是通过产生强氧化自由基（如羟基自由基、硫酸盐自由基和氯自由基等）对水中的难降解污染物进行氧化分解和矿化的过程。具有反应效率高、矿化率高等优点。本研究选取了在养殖水环境中检出频率较高的抗生素（环丙沙星和氯霉素）作为研究对象,利用紫外/氯新型高级氧化工艺对两种抗生素开展降解特性与机理研究,探究紫外/氯高级氧化工艺应用于降解养殖水体中抗生素的可行性。和单独氯化、紫外辐照去除环丙沙星相比,紫外/氯工艺对环丙沙星的去除效果较好,去除率高达99.31%。增加氧化剂氯的投加量能够促进环丙沙星的氧化降解,当氧化剂浓度从0.07 mM增至0.42 mM时,环丙沙星降解速率由0.078 min-1增加至0.106 min-1,中性条件有利于环丙沙星的降解去除,水中氯离子的浓度变化对环丙沙星降解的影响不显著,水体中共存的硝酸根离子、天然有机物和牛血清蛋白不同程度的抑制环丙沙星的降解。紫外/氯工艺可以有效降解氯霉素,其降解过程符合拟一级反应动力学模型,氯霉素的降解效率分别为单独氯化和单独紫外线的1.9倍和6.4倍,增加反应液的p H值,氯霉素的降解速率不断降低,在酸性条件下氯霉素的降解较快,碱性条件下降解较慢。氯霉素在水中的降解速率随氧化剂浓度的增加而增加,主要是因为增加的氧化剂提高了活性氯的量子产量和活性自由基的含量,加速了氯霉素的氧化降解。溴离子的存在能够显著促进水中的氯霉素降解,而氯离子的存在能够抑制氯霉素的降解,水中共存的氨氮会争夺水中活性自由基,从而抑制氯霉素与自由基发生反应,进而降低氯霉素的反应速率。天然有机物的浓度越高,对水中的氯霉素的降解抑制作用越明显。牛血清蛋白会与氯霉素竞争·OH等其他活性自由基,抑制了氯霉素的降解去除,且氯霉素的降解速率随牛血清蛋白浓度的增加而逐渐减小。本文采用液相色谱质谱（LC-MS）分析了环丙沙星和氯霉素在紫外/氯体系中降解产物,深入分析并提出了两种抗生素的降解路径。通过小球藻毒理实验检验和ECOSAR软件间接模拟对氧化产物的进行了毒性分析,并在实际水体中进行了抗生素的氧化降解效果研究,结合紫外/氯工艺降解环丙沙星和氯霉素的经济性分析结果,表明环丙沙星和氯霉素在实际水体中的降解速率仍能保持较高水平且工艺成本较低。综上,紫外/氯高级氧化工艺用于降解养殖水环境中的抗生素具有一定的潜力。
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