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抗生素一般是由微生物(包含细菌、真菌、放线菌等)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体的一类代谢产物。作为环境中一类新型的污染物的抗生素,对人类健康和生态环境都构成了很严重的威胁。而抗生素中广泛使用的β-内酰胺类抗生素是很容易被类似铜的某些金属离子氧化和水解。Fe(Ⅲ)是环境中最常见的金属离子,但三价铁离子对β-内酰胺类抗生素在环境中的转换和去向的作用目前尚不清楚。本文选择具有代表性的Fe元素作为研究对象,对β-内酰胺类抗生素降解情况展开研究,选取β-内酰胺类抗生素中用途最广的氨苄西林(AMP)为反应底物,具体内容包括:(1)研究阐明了Fe(Ⅲ)可以促进水生环境下的β-内酰胺类抗生素的水解。AMP的水解速率随Fe(Ⅲ)浓度增加呈现线性增加,当AMP浓度高于Fe(Ⅲ)浓度时,抗生素的水解速率不再受AMP浓度的影响。中性pH值条件下Fe(Ⅲ)促进降解AMP具有最有利的作用。Fe(Ⅲ)在实际地表水和废水基质中促进AMP降解的效果也很明显。在不同的β-内酰胺类抗生素中,Fe(Ⅲ)促进青霉素的降解速度比头孢菌素快。对AMP的产物分析表明,AMP的产物中并没有氧化产物,只能观察到两种水解产物的同分异构体。Fe(Ⅲ)对AMP的作用可能是由于Fe通过与β-内酰胺类抗生素的羧基和叔氮络合后促进了β-内酰胺环的水解。(2)在Fe(Ⅲ)促进水生环境下的β-内酰胺类抗生素降解的基础上,研究了四氧化三铁(Fe3O4)对AMP降解的影响情况。结果表明AMP的降解速率随Fe3O4浓度增加呈现线性增加,且AMP的降解速率与AMP的初始浓度无关。酸性pH值条件下Fe3O4对AMP的降解具有最有利的作用。Fe3O4对不同的β-内酰胺类抗生素的降解都有一定的促进作用。在实际地表水和废水基质中,Fe3O4对AMP降解的促进效果也很明显。氧气对AMP的降解有一定的促进作用。(3)研究了金属螯合物乙二胺四乙酸钠(EDTA)与四氧化三铁(Fe3O4)的协同作用降解AMP抗生素。结果显示EDTA协同Fe3O4对AMP的降解效果十分明显:AMP的降解速率随Fe3O4浓度增加而增加,随EDTA浓度增大而减小;AMP的降解速率与AMP的初始浓度无关;酸性pH值条件下EDTA对Fe3O4的协同作用最好。EDTA协同Fe3O4降解对不同的β-内酰胺类抗生素的降解都有一定的促进作用。无氧条件下,AMP浓度减少量几乎仅为该系统对AMP的吸附量。