【摘 要】
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随着抗生素在日常生活中的广泛应用,未妥善处理的抗生素也越来越多的暴露在生态环境中,其中大部分进入土壤中并不断累积,随着降雨等自然作用不断扩散和迁移,逐渐流入河流和地下水,造成水体污染,特别是浅层地下水污染。土霉素（OTC）作为四环素类抗生素中使用量最大的一种,因分子结构稳定,采用常规处理技术难以使其降解,长期残留在地下水含水层中。因此探寻一种原位处理土霉素污染地下水的降解方法,长期高效的去除含水层
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随着抗生素在日常生活中的广泛应用,未妥善处理的抗生素也越来越多的暴露在生态环境中,其中大部分进入土壤中并不断累积,随着降雨等自然作用不断扩散和迁移,逐渐流入河流和地下水,造成水体污染,特别是浅层地下水污染。土霉素（OTC）作为四环素类抗生素中使用量最大的一种,因分子结构稳定,采用常规处理技术难以使其降解,长期残留在地下水含水层中。因此探寻一种原位处理土霉素污染地下水的降解方法,长期高效的去除含水层中抗生素具有重要的意义。以土霉素为降解的目标污染物,纳米过氧化钙（nCaO2）协同臭氧（O3）强化地下水循环井（GCW）处理土霉素污染地下水。主要研究结果如下:采用氯化钙和工业级过氧化氢为主要材料,制备出纯度为74.9%的纳米过氧化钙。通过表征方法得出,颗粒平均直径在80-150nm,颗粒呈球状,均匀分布无团聚现象,纳米颗粒比表面积为6.0807 m~2/g,较大的比表面积可以捕获更多的污染物,提高降解效率。通过XRD技术测得样品中存在的特征峰,与标准卡片中衍射峰位置高度一致,表明合成材料以过氧化钙为主。不同实验条件下的烧杯试验探究了nCaO2和O3降解土霉素的效能,在初始土霉素浓度为20mg/L,溶液p H为8,nCaO2的投加量为0.1g的实验条件下,反应25min后,可降解烧杯中21.98%的土霉素污染物。在初始土霉素溶液为20mg/L,溶液p H为8,臭氧流量为8mg/L的实验条件下,反应75min后,单独O3去除OTC的效率为81.9%。同时投加nCaO2和O3时,当两者投加的摩尔比为0.3时,降解效率达到最佳为99.54%。设计制作了80cm×35cm×30cm的三维砂箱模拟地下含水层,在含水层内设立一套地下水循环井装置,以探究不同氧化剂强化循环井的修复效能,当循环井的运行条件为:曝气量为4L/min,循环井的影响半径可达到30cm。单独nCaO2辅助循环井降解OTC时,在累计实验进行14h后,土霉素的去除率仅为8.9%。单独O3辅助循环井时,实验进行10h后,OTC的平均去除率为74.2%。nCaO2协同O3强化循环井运行10h后实验装置中OTC的平均去除率可达83%,最高去除率为88.13%,比单独O3辅助时提高了8.8%,nCaO2降解过程中引入O3显示二者降解协同效应。且采用nCaO2协同O3体系反应结束后,一段时间内继续降解水中土霉素,浓度由5.2mg/L降至3.4mg/L,未出现反弹现象,而单独臭氧结束反应后,地下水中土霉素浓度略有反弹,说明结束反应后水中遗留nCaO2能够催化O3产生OH·继续氧化降解水中土霉素,避免单独臭氧降解后处理污染物反弹。
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