人工湿地处理四环素类抗生素废水时有机碳源的影响
四环素类抗生素在水体中的光降解及毒性变化研究
四环素类抗生素在水体中的光降解及毒性变化研究四环素类抗生素在水体中的光降解及毒性变化研究引言:随着工业和农业的快速发展,水环境污染日益严重。
其中,抗生素类药物在废水中的存在引起了广泛关注。
四环素类抗生素是一类广泛应用于人畜养殖行业的药物,其在水体中的光降解及毒性变化研究成为当前水环境保护领域的热点问题。
1. 四环素类抗生素在水体中的来源及污染状况四环素类抗生素主要来源于人畜养殖业的使用,这些药物通过动物的代谢和排泄进入水体中。
研究表明,四环素类抗生素在水体中的浓度很高,且难以被传统的废水处理方法去除,从而进一步导致对水生生物的毒性效应。
2. 四环素类抗生素的光降解机制四环素类抗生素在水体中的光降解主要受到光照强度、温度、溶解氧等因素的影响。
在光照作用下,四环素类抗生素分子发生光解反应,从而降解为较低毒性的代谢产物。
此外,氧化反应也是四环素类抗生素光降解的重要途径,通过光照和氧化反应共同作用,四环素类抗生素可以有效地被分解。
3. 四环素类抗生素的光降解动力学研究通过对四环素类抗生素的光降解动力学研究,可以了解其在光照条件下的降解速度和机理。
研究发现,四环素类抗生素的光降解遵循一级动力学反应,其降解速度与光照强度和温度呈正相关关系。
此外,溶解氧和pH值也会对四环素类抗生素的光降解速度产生一定影响。
4. 四环素类抗生素光降解产物的毒性变化研究四环素类抗生素在光降解过程中会生成一系列降解产物,这些产物对水生生物的毒性可能存在较大差异。
研究结果表明,部分降解产物可能具有更高的毒性,这与其结构和毒理机制有关。
因此,除了研究四环素类抗生素的光降解速度外,还需要重点关注降解产物的毒性效应。
5. 对四环素类抗生素污染水体的治理策略针对四环素类抗生素污染水体,提出了一些治理策略。
例如,利用光催化技术可以加速四环素类抗生素的光降解过程,减少其对水生生物的毒性影响。
此外,也可以通过改善人畜养殖行业的管理和监督,减少四环素类抗生素的使用量,从根本上降低其在水体中的污染程度。
人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究进展
人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究进展人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究进展随着人类活动的增多,污水排放成为当今社会面临的重要环境问题之一。
污水中含有大量的有机物、营养物和微生物,其中抗生素及其抗性基因的污染日益成为全球关注的焦点。
抗生素污染不仅影响水体生态系统的平衡,还可能导致抗生素耐药基因在环境中的扩散,给人类健康带来潜在威胁。
为解决这一问题,人工湿地作为一种环境友好型的废水处理技术,受到了广泛关注。
本文将综述目前人工湿地在去除污水中抗生素及其抗性基因方面的研究进展。
人工湿地是利用湿地生态系统的自净作用去除有机物和重金属等污染物的技术,其去除效率已得到许多研究的验证。
然而,对于抗生素及其抗性基因的去除,由于其特殊的性质,人工湿地的效果却存在一定的局限性。
首先,抗生素通过污水排放进入人工湿地,一部分会被吸附于湿地的沉积物上,这是由于抗生素的化学特性使其与胶体、悬浮物有较强的吸附能力。
其次,抗生素也可能通过植物的根系和微生物的附着作用进一步去除。
植物根系吸收抗生素的机制复杂,可能涉及根毛的分泌物、根系周围微生物的共生关系等。
微生物在人工湿地中起到重要作用,它们能够分解、降解抗生素,甚至能够利用抗生素作为碳源和能源生长。
此外,人工湿地中的氧化还原条件也对抗生素去除有一定影响。
氧化条件下,抗生素容易发生降解,而还原条件下则容易出现抗生素的积累。
近年来,研究人员通过实验室模拟和现场监测等手段,对人工湿地去除抗生素及其抗性基因进行了深入研究。
研究发现,人工湿地对抗生素去除的效果受多种因素的影响,如湿地设计、植物种类、湿地颗粒物的组成等。
调整湿地的结构和设置流程可以提高抗生素的去除效率。
一些研究显示,设立附着有生物膜的人工湿地能够显著提高抗生素的去除效果。
此外,选择适宜的湿地植物也对去除抗生素很有帮助。
研究表明,芦苇、菖蒲等常见湿地植物具有较好的抗生素去除效果。
此外,适当增加湿地中的微生物量也可提升抗生素去除效率。
《2024年环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》范文
《环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》篇一一、引言随着人类对抗生素的广泛使用,四环素类抗生素(Tetracyclines, TC)污染已成为环境领域面临的严峻问题。
这种抗生素广泛应用于动物饲料和人类疾病治疗中,然而,大量未经充分代谢的药物及其代谢物随污水、粪便等排放至环境中,导致了土壤和水源的污染,给生态环境和人类健康带来了极大的风险。
因此,如何有效地处理和去除环境中的四环素类抗生素污染已成为环境保护领域的研究热点。
本文将就环境中四环素类抗生素污染处理技术的最新研究进展进行综述。
二、四环素类抗生素的环境污染问题四环素类抗生素在环境中的污染主要来源于制药废水、农业活动、家庭医疗废物等。
这些污染物进入环境后,难以被自然环境所降解,长期累积后对土壤、水体等生态系统造成严重影响。
此外,四环素类抗生素还可能通过食物链进入人体,引发耐药性细菌的滋生和传播,对人类健康构成潜在威胁。
三、四环素类抗生素污染处理技术研究进展针对四环素类抗生素的环境污染问题,研究者们开展了大量研究工作,并取得了一系列重要的技术进展。
以下将主要介绍几种处理技术及其研究进展:1. 物理化学法物理化学法是一种常见的处理技术,包括吸附法、混凝沉淀法、氧化法等。
其中,活性炭吸附法因其良好的吸附性能被广泛应用于四环素类抗生素的去除。
此外,一些新型的吸附材料如纳米材料、生物炭等也在研究中展现出良好的应用前景。
2. 生物法生物法是一种环保、经济的处理方法,主要包括生物降解、生物吸附和生物积累等。
近年来,研究者们发现一些微生物能够通过代谢作用降解四环素类抗生素,这为生物法处理四环素类抗生素污染提供了新的思路。
3. 高级氧化技术高级氧化技术是一种高效的处理方法,包括光催化氧化法、臭氧氧化法、湿式氧化法等。
这些技术能够产生强氧化性的自由基,有效降解四环素类抗生素。
其中,光催化氧化法因其操作简便、反应条件温和等优点受到广泛关注。
4. 土壤修复技术针对四环素类抗生素对土壤的污染问题,研究者们也开展了土壤修复技术的研究。
环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响
环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响2013级七年临床周博洋指导教师公共卫生学院施致雄副教授摘要:四环素类抗生素进入人体后,难以被肠胃吸收,约75%以母体化合物的形式被排入污水。
然而,现有的工艺只能部分去除四环素类抗生素,从而导致仍有相当数量的活性成分进入自然环境中。
进入到环境中的抗生素会发生降解反应(抗生素的降解是指抗生素通过生物或非生物的过程使其从大分子化合物转化为小分子化合物,并最终转化为水和二氧化碳的过程),但很难得到完全降解,而是产生一系列代谢及降解中间产物,这些产物往往具有更大的毒性。
同时,环境中的四环素类抗生素普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性,造成抗药性菌群的富集及抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的产生。
作为近年来日益受到关注的潜在环境生态危险源,四环素类抗生素的研究日益增多。
本文在总结相关研究的基础上,对抗生素使用状况进行分析(包括但不限于四环素类抗生素),阐明四环素类抗生素污染现状,探讨四环素类抗生素对人体健康的危害,为抗生素的合理使用提供参考。
关键词:四环素类抗生素污染人体健康合理用药Abstract:For Tetracycline antibiotics(TCs) , it is difficult to be absorbed by the stomach,which leads to a result that about 75% of TCs will be discharged into the sewage in the form of parent antibiotics.However, the sewage process can only partially remove the tetracycline antibiotics, which leads to a considerable number of active ingredients into the natural environment.Antibiotics in the environment will produce degradation reaction, however, instead of being completely degraded, a series of metabolism and the degradation intermediate are produced, which tend to have greater toxicity.Moreover, tetracycline antibiotics in the environment will gradually induce microorganism to possess resistance,which cause tow bad effects:drug-resistant bacteria enrichment and resistance gene (antibiotic resistance genes, ARGs). As a potential environmental hazard,TCs have attracted increasing attention in recent years. Based on the summary of related research,this paper analysis the usage of antibiotics(including, but not limited to TCs), clarify the tetracycline antibiotics pollution status, and investigate the tetracycline antibiotics’harm to human health, to provide reference for rational administration of drug(antibiotics)Key words:Tetracycline antibiotics(TCs) ; pollution ; human health ; rational administration of drug近年来,PPCPs作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。
环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响
环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响2013级七年临床周博洋指导教师公共卫生学院施致雄副教授摘要:四环素类抗生素进入人体后,难以被肠胃吸收,约75%以母体化合物的形式被排入污水。
然而,现有的工艺只能部分去除四环素类抗生素,从而导致仍有相当数量的活性成分进入自然环境中。
进入到环境中的抗生素会发生降解反应(抗生素的降解是指抗生素通过生物或非生物的过程使其从大分子化合物转化为小分子化合物,并最终转化为水和二氧化碳的过程),但很难得到完全降解,而是产生一系列代谢及降解中间产物,这些产物往往具有更大的毒性。
同时,环境中的四环素类抗生素普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性,造成抗药性菌群的富集及抗性基因(antibioticresistance genes,ARGs)的产生。
作为近年来日益受到关注的潜在环境生态危险源,四环素类抗生素的研究日益增多。
本文在总结相关研究的基础上,对抗生素使用状况进行分析(包括但不限于四环素类抗生素),阐明四环素类抗生素污染现状,探讨四环素类抗生素对人体健康的危害,为抗生素的合理使用提供参考。
关键词:四环素类抗生素污染人体健康合理用药Abstract:For Tetracycline antibiotics(TCs) ,itis difficult tobe a bsorbed bythe stomach,which leads to a result that about 75%of TCswill bedischarged into the sewagein the formof parent antibiotics.However, the sewageprocess can only partiallyremovethe tetracycline antibiotics,whichleads to aconsiderable number of activeingredients into the natural environme nt.Antibiotics inthe environment will producedegradationrea ction, however,insteadofbeingcompletelydegraded, aseries of metabolism andthe degradationintermediate areproduced,which tend to have greatertoxicity.Moreo ver, tetracycline antibiotics intheenvironmentwillgradually inducemicroorganism to possess resistance,which cause towbadeffects:drug-resistant bacteria enrichmentand resistance gene(antibiotic resistance genes, ARGs).As a potential environmentalhazard,TCs haveattracted increasing a ttention in recent years. Based on thesummary of related res earch,thispaperanalysis theusageof antibiotics(i ncluding,but not limited toTCs), clarify thetetracyclineantibiotics pollution status, and investigate the tetracyclineantibi otics’harm to human health, to provide reference for rational administrationof drug(antibiotics)Key words:Tetracycline antibiotics(TCs); pollution ;human h ealth ; rational administrationofdrug近年来,PPCPs作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。
人工湿地处理水体中抗生素的研究进展
人工湿地处理水体中抗生素的研究进展人工湿地处理水体中抗生素的研究进展随着现代农业和养殖业的发展,抗生素的广泛使用已经成为水体污染的主要来源之一。
抗生素在农田的施用以及动物饲养过程中,往往会随着水体和土壤流入自然水环境中,对水体生态系统造成严重危害。
抗生素的存在会改变水体中微生物群落的结构和功能,对水生生物的生长和生态平衡造成一系列负面影响。
因此,研究如何有效处理水体中的抗生素成为了当代环境科学与工程领域中的热门课题之一。
人工湿地作为一种生态工程技术,因其对水体中有机物的去除效果显著而备受关注。
人工湿地能够模拟自然湿地的自净作用,通过湿地植物的根系吸附、分解和转化,以及湿地微生物的降解作用,对水体中的抗生素进行去除和降解。
其中,湿地植物起到了重要的作用。
湿地植物的根系具有较强的吸附能力,能够有效地吸附水体中的抗生素。
同时,湿地植物根系分泌的酶和物质能够促进降解微生物的活性和代谢,从而加快抗生素的降解速度。
近年来,针对人工湿地处理水体中抗生素的研究取得了一系列重要的进展。
研究人员通过实地调查和试验研究发现,人工湿地对抗生素的去除效果具有较高的可行性和效果。
例如,研究表明,构建人工湿地能够显著降低水体中的抗生素浓度,去除率可以达到50%以上。
此外,研究还发现,湿地植物的种类和密度、水体中抗生素的浓度、水体环境的pH值和温度等因素也会对人工湿地的去除效果产生影响。
为了进一步提高人工湿地处理水体中抗生素的效果,研究人员还提出了一些创新的方法和策略。
例如,一些研究人员通过改变湿地植物的基因表达来增强其对抗生素的吸附和降解能力;还有一些研究人员通过添加辅助材料和生物质来增强湿地的吸附和降解效果。
此外,一些研究人员还将纳米材料引入人工湿地中,通过纳米材料的吸附和催化降解作用来提高抗生素的去除效果。
尽管人工湿地处理水体中的抗生素具有很大的潜力,但仍然存在一些挑战和问题亟待解决。
首先,人工湿地的设计和搭建需要根据具体的水体环境和抗生素的特性进行优化;其次,人工湿地的运行成本较高,需要进一步降低经济成本;此外,人工湿地在长期运行中其吸附和降解效果可能会衰减,需要进行定期维护和管理。
水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展
水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展摘要:四环素类抗生素是广泛使用于养殖业和人类医疗领域的一类重要药物,但其存在带来了许多环境问题。
本文对水环境中四环素类抗生素的降解机制进行了综述,并详细介绍了当前四环素类抗生素去除的方法和技术。
通过对相关研究的概述,可以为水环境中四环素类抗生素的治理提供一定的参考和指导。
1. 引言四环素类抗生素是一类广泛使用于畜禽养殖和人类医药领域的药物。
其药理作用主要通过抑制细菌蛋白质合成而起到抗菌作用。
然而,由于其在生物体内的排泄、人畜禽粪便的排泄以及医疗废水的排放等因素,使得四环素类抗生素频繁进入水环境,引发了对水环境质量和生态系统的担忧。
因此,研究四环素类抗生素在水环境中的降解和去除具有重要的意义。
2. 四环素类抗生素的降解机制2.1 化学降解四环素类抗生素在水环境中也能经历一些化学变化,如羟基化、氧化、脱氢等反应。
这些变化过程可以通过光照、氧气和氧化剂等外界条件来促进。
例如,近年来的研究发现,紫外光辐照和过氧化氢等处理方法能够有效地降解四环素类抗生素,使其转化成较为稳定的化合物,减少其对水环境的污染。
2.2 微生物降解微生物是自然界中一类重要的降解因子,能够分解、转化有害物质,其中也包括四环素类抗生素。
许多微生物具有降解四环素类抗生素的能力,包括细菌和真菌等。
这些微生物通过分泌特殊的酶来降解四环素类抗生素的分子结构,进而转化为无害物质。
因此,在水环境中添加这些具有降解能力的微生物,能够有效地降解四环素类抗生素,减少其对水环境的毒害。
3. 四环素类抗生素的去除方法和技术3.1 物理方法物理方法主要是通过物理过程将四环素类抗生素与水中其他物质分离,通常包括过滤、吸附和沉淀等处理手段。
例如,使用活性炭、介孔吸附剂、沉淀剂等材料可以有效地吸附和沉淀水中的四环素类抗生素,从而实现其去除。
3.2 化学方法化学方法主要通过一系列化学反应将四环素类抗生素分解为无害的物质。
污水处理厂中四环素类抗生素残留及其抗性基因污染特征研究进展_黄圣琳
2015年第34卷第6期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ・1779・化工进展污水处理厂中四环素类抗生素残留及其抗性基因污染特征研究进展黄圣琳1,何势1,魏欣1,薛罡1,2,高品1,2(1东华大学环境工程与科学学院,上海 201620;2国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心,上海 201620)摘要:四环素类抗生素以其突出的抗菌性能和较低的副作用而被广泛用于细菌感染疾病的治疗和控制,污水处理系统作为环境中四环素类抗生素及其抗性基因的一个重要污染点源,已引起广泛关注。
尽管如此,目前关于四环素类抗生素在污水处理过程中的降解行为及影响因子,及其对降解微生物抗药性的选择性效应方面的研究还较少。
在分析总结国内外四环素类抗生素污染现状基础上,对污水处理过程中四环素类抗生素的去除行为及影响因素等进行分析,探讨了其抗性基因在污水处理过程中的污染特征,同时分析了四环素类抗生素对其抗性基因的诱导、演变和传播的影响,并对今后的研究发展方向进行了展望,以期为从污水处理系统达到控制和去除四环素类抗生素及其抗性基因提供方向和依据。
关键词:污水处理厂;四环素类抗生素;四环素抗性基因;污染特征中图分类号:X 787 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2015)06–1779–07DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.06.044Pollution characteristics of tetracycline residues and tetracycline resistance genes in sewage treatment plants:A reviewHUANG Shenglin1,HE Shi1,WEI Xin1,XUE Gang1,2,GAO Pin1,2(1College of Environmental Science and Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China; 2State Environmental Protection Engineering Center for Pollution Treatment and Control in Textile Industry,Shanghai 201620,China)Abstract:Tetracycline antibiotics have been widely administered to treat and control diseases due to their effective antimicrobial actions and the lack of major side effects. The sewage treatment plants have attracted much attention as one of the main point-sources of pollution with respect to tetracycline antibiotics and tetracycline resistance genes. However,only few studies were focusing on the degradation behavior of tetracycline antibiotics during sewage treatment process and the pressure selection on their corresponding resistance genes. Based on the summary of pollution situati on of tetracycline antibiotics,their removal behavior and relevant influencing factors during sewage treatment process were analyzed. The pollution characteristics of tetracycline resistance genes were investigated. In addition,the effects of tetracycline antibiotics on the induction,evolution and spread of tetracycline resistance genes were discussed. Finally,the future research directions in this area were收稿日期:2014-11-13;修改稿日期:2014-12-11。
《2024年环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》范文
《环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》篇一一、引言近年来,随着医疗技术的快速发展和畜牧业的广泛规模化,四环素类抗生素的使用量显著增加。
然而,这类抗生素的大量使用与不恰当处置导致其广泛地存在于环境介质中,尤其是地表水、地下水以及土壤等。
这不仅影响了生态环境的质量,还对人类的健康构成威胁。
因此,环境中的四环素类抗生素污染问题成为了重要的研究议题。
本文旨在阐述四环素类抗生素在环境中的污染问题及其处理方法的技术研究进展。
二、四环素类抗生素的环境污染问题四环素类抗生素的广泛使用导致其在环境中的积累和持久性,严重影响了生态环境。
首先,这些抗生素在排放到水体后,通过地表径流、渗滤等途径进入地下水系统,进而对水生生态系统造成破坏。
其次,这些药物成分被植物吸收后进入食物链,对人体健康造成潜在风险。
因此,四环素类抗生素的环境污染问题亟需得到解决。
三、四环素类抗生素污染处理技术为了有效解决四环素类抗生素的污染问题,科研人员提出了多种处理技术。
1. 物理法:包括吸附法、膜分离法等。
吸附法利用活性炭、生物炭等材料对四环素类抗生素进行吸附去除。
膜分离法则是利用不同孔径的膜对四环素类抗生素进行截留和分离。
这些方法具有操作简便、成本较低等优点,但往往需要与其他技术结合以提高处理效果。
2. 化学法:包括氧化法、还原法等。
氧化法利用强氧化剂如高锰酸钾、臭氧等将四环素类抗生素分解为低毒或无毒的产物。
还原法则通过还原剂将四环素类抗生素的结构破坏或转化为其他形态。
这些方法具有较高的处理效率,但可能产生二次污染物。
3. 生物法:包括微生物降解、植物修复等。
微生物降解利用特定的微生物菌群将四环素类抗生素作为碳源进行降解。
植物修复则是利用植物及其根际微生物共同作用去除四环素类抗生素。
这些方法具有环保、成本低等优点,但处理速度较慢,受环境因素影响较大。
四、技术研究进展近年来,针对四环素类抗生素的污染处理技术取得了显著的进展。
一方面,新型材料如纳米材料、复合材料等被广泛应用于吸附法和膜分离法中,提高了处理效率和吸附容量。
环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展
环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展随着农业的发展和人类对养殖业的需求增加,四环素类抗生素被广泛应用于畜牧业中,以控制和预防动物疾病。
然而,由于畜牧业废弃物的直接排放和土壤、水体的污染,四环素类抗生素进入环境系统,对生态环境和人类健康造成了潜在的威胁。
因此,研究和发展高效的四环素类抗生素污染处理技术已经成为迫切的需求。
目前,针对环境中四环素类抗生素污染的处理技术已经取得了一些进展。
早期的处理方法主要包括生物修复、物化处理和酶降解等。
生物修复方法是利用微生物降解四环素类抗生素,其中细菌、真菌和藻类等微生物被广泛研究。
物化处理方法则是通过吸附、氧化还原和高级氧化等物理化学反应来去除四环素类抗生素。
而酶降解方法是利用酶的催化性质降解四环素类抗生素。
尽管这些方法在一定程度上可以去除环境中的四环素类抗生素,但仍然存在一些问题,如效率低、成本高和废物处理等方面的不足。
近年来,新型的四环素类抗生素污染处理技术逐渐兴起。
其中,高效可控的光催化降解成为研究的热点之一。
光催化降解是利用光催化材料通过吸收可见光或紫外光的能量来激发电子转移反应,从而降解有机物。
许多光催化材料,如二氧化钛、二氧化硫等,已经被广泛研究用于四环素类抗生素的降解。
同时,一些改性的光催化材料也不断涌现,如负载二氧化钛纳米颗粒、改性二氧化硫等。
这些新型光催化材料具有更高的光催化活性和更好的稳定性,能够更有效地去除环境中的四环素类抗生素。
另外,基于协同降解技术的研究也取得了一些进展。
协同降解技术将不同的污染物处理方法结合在一起,以提高处理效果。
例如,将物化处理和生物修复相结合,通过吸附和氧化还原反应去除四环素类抗生素的同时利用微生物降解其降解产物。
这种协同降解技术可以实现高效去除四环素类抗生素,并减少废物产生。
此外,一些基于纳米技术的新型协同降解方法也值得期待,如纳米吸附材料与纳米催化剂的联合应用。
虽然研究和应用新型的四环素类抗生素污染处理技术在不断进行,但仍然存在一些挑战。
水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展
水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展摘要:随着四环素类抗生素的广泛使用,这类药物在水环境中的污染问题引起了人们的关注。
本文综述了近年来四环素类抗生素在水环境中的降解及去除研究进展。
主要内容包括四环素类抗生素在水环境中的来源与治理难点、降解机制、降解方法、去除技术以及未来研究方向等。
通过综合分析相关文献,文章旨在为水环境中四环素类抗生素的降解与去除提供参考依据。
一、引言四环素类抗生素是一类广泛使用的抗生素,被广泛应用于畜牧业和农业生产中。
然而,其过量使用造成了环境污染问题,进而对生态环境与人类健康产生了潜在威胁。
因此,开展四环素类抗生素在水环境中的降解与去除研究具有重要意义。
二、四环素类抗生素在水环境中的来源与治理难点四环素类抗生素主要通过医疗废水、养殖废水和农业废水等途径进入水环境。
这些废水通常含有大量的四环素类抗生素及其代谢物,直接排放到水环境中会引起环境污染。
而治理这一类药物的废水则面临着废水处理工艺的复杂性、抗药性基因传播的风险以及治理成本的高昂等难题。
三、四环素类抗生素在水环境中的降解机制四环素类抗生素在水环境中的降解主要通过光降解、生物降解、化学氧化降解等方式进行。
其中,光降解是主要机制之一,通过紫外光或可见光的照射,可使四环素类抗生素发生光解反应,进而脱除其活性。
四、四环素类抗生素在水环境中的降解方法当前,有多种方法被用于四环素类抗生素在水环境中的降解,如生物法、光催化法、臭氧氧化法、电化学法等。
其中,生物法是目前研究最为广泛的降解方法之一。
通过选择适宜的微生物,针对四环素类抗生素分子结构的特点,可实现对其高效降解。
五、四环素类抗生素在水环境中的去除技术目前,常用的四环素类抗生素去除技术主要包括吸附法、氧化法、膜分离技术等。
其中,吸附法是较为常见的技术,通过吸附材料吸附四环素类抗生素分子进而去除。
同时,氧化法也是一种有效的去除技术,通过氧化剂的加入,可使四环素类抗生素发生氧化反应从而被去除。
曝气人工湿地深度处理污水处理厂尾水中四环素的研究
曝气人工湿地深度处理污水处理厂尾水中四环素的研究曝气人工湿地深度处理污水处理厂尾水中四环素的研究近年来,随着城市化进程的推进和人口的增加,污水处理成为了一项紧迫的问题。
污水处理厂的尾水中常常含有大量的有机物和微生物,其中包括抗生素残留物,特别是四环素等药物。
这些抗生素残留物对水环境造成了严重的污染,不仅对水生物产生毒性作用,还对人类的健康构成了潜在风险。
因此,如何高效地去除尾水中的四环素残留物成为了研究人员关注的焦点。
曝气人工湿地作为一种新型的废水处理技术,具有低成本、高效能的特点,被广泛应用于污水处理厂的尾水处理中。
曝气人工湿地的工作原理是通过植物的根系吸收和降解有机物、微生物等污染物,同时利用微生物的活性将有机物氧化成二氧化碳和水。
然而,过去的研究主要集中在曝气人工湿地对有机物和微生物的去除效果,对于药物残留物的去除率的研究相对较少。
本研究旨在探究曝气人工湿地对污水处理厂尾水中四环素的去除效果,为提高尾水的处理效率和改善水环境质量提供依据。
实验采用了一座规模适中的曝气人工湿地,通过调节湿地中水体的深度和植物的种类和数量,研究了不同处理条件下的四环素去除率。
实验结果表明,曝气人工湿地对尾水中的四环素具有较好的去除效果,去除率可达到70%以上。
其中,水体深度是影响四环素去除率的重要因素之一。
实验中发现,增加湿地的水体深度可以提高四环素去除率。
这可能是因为较深的水体提供了更多的生物活性空间,增加了微生物降解有机污染物的机会。
此外,植物种类和数量的选择也对四环素去除率产生了影响。
实验表明,在植物较为茂盛的湿地中,四环素的去除率较高。
进一步的研究发现,曝气人工湿地对四环素的去除机制主要包括植物的吸附作用和微生物的降解作用。
植物通过其根系中的吸附剂吸附四环素分子,将其从水体中去除。
同时,湿地中的微生物通过氧化和分解作用将有机物降解为二氧化碳和水。
这两个过程共同作用,实现了尾水中四环素的高效去除。
综上所述,曝气人工湿地是一种有效去除尾水中四环素的技术。
生活污水中抗生素和耐药基因的人工湿地去除机制与系统优化
生活污水中抗生素和耐药基因的人工湿地去除机制与系统优化生活污水中抗生素和耐药基因的人工湿地去除机制与系统优化近年来,随着抗生素的广泛应用以及耐药基因的不断传播,生活污水中抗生素和耐药基因污染问题日益突出,给环境和人类健康带来不容忽视的风险。
为了解决这一问题,人工湿地被广泛应用于生活污水处理。
本文将介绍人工湿地在去除生活污水中抗生素和耐药基因方面的机制,并探讨相应的系统优化方法。
人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工建筑设施,通过湿地植物和微生物的共同作用,将污水中的有机污染物和微生物污染物转化为无害物质。
在去除生活污水中的抗生素和耐药基因方面,人工湿地主要依靠湿地植物和湿地微生物的生理作用和生态作用。
首先,湿地植物具有吸附和分解抗生素的能力。
植物根系对抗生素有很高的亲和力,能够有效吸附抗生素分子。
同时,湿地植物的根际区域是微生物的生长繁殖场所,能够为湿地微生物提供良好的生存环境。
湿地植物根系释放的有机物质可作为微生物代谢的底物,加强了湿地微生物对抗生素的分解降解能力。
其次,湿地微生物是去除生活污水中抗生素和耐药基因的主要功能群体。
湿地环境提供了适宜的温度、氧气和有机物质等条件,有利于湿地微生物的生长繁殖。
湿地微生物通过降解抗生素分子的C-N键和C-O键来降解抗生素。
此外,湿地微生物还参与了耐药基因的水解和降解过程,将耐药基因从DNA降解为无害的碎片。
针对生活污水中抗生素和耐药基因的去除效果不理想的问题,可以通过系统优化来提升人工湿地的处理效果。
首先,加强湿地植物的选择和配置。
选择具有高效吸附能力和分解降解能力的湿地植物种类,并合理配置不同种类的湿地植物,以提高植物的整体抗生素去除能力。
其次,优化湿地微生物的生态环境。
通过调整湿地植物的栽种密度、提供适宜的有机质源和控制水体温度来优化湿地微生物的生长繁殖环境,提高湿地微生物对抗生素和耐药基因的去除效果。
此外,系统优化还可以包括加强污水预处理和提高湿地的稳定运行。
抗生素对污水生物处理系统脱氮性能影响的研究进展
50mg/L时,驯化37d后,AOB的相对丰度从10.4%降 至0.003%;硝化螺旋菌属(Nitrospira)的相对丰度从 0.4%降至0.004%;硝化杆菌属(Nitrobacter)的相对丰 度则从3%降至0.3%。通过qPCR分析发现,长期接 触四环素使AOB细胞内amoA mRNA的浓度水平从 2×10-5降至1×10-6,进而抑制氨单加氧酶的合成, 使氨氧化过程受到抑制;同时还使NOB细胞内16S rRNA的浓度水平下降了1~2个数量级,抑制了NOB 的生长繁殖,导致硝化系统最终彻底崩溃。Campos 等[14]研究了土霉素对硝化菌的长期影响;将土霉素 浓度控制在10mg/L左右时,对硝化过程几乎没有影 响;当土霉素浓度从100mg/L增至250mg/L后,氨氮 去除率降低了50%。
Zhang等[25]通过研究发现,抑制反硝化菌相关功 能酶的活性是抗生素起作用的主要方式之一。Chen 等[26]将金霉素浓度控制为1mg/L时,总氮去除率从 77.4%降至64.1%;金霉素浓度升至10mg/L时,总氮 去除率降至53.4%;进一步研究表明,金霉素是通过 抑制亚硝酸盐还原酶的活性以及聚羟基脂肪酸和糖 原的转化,导致反硝化过程受到抑制。Yi等 研 [27] 究 发现环丙沙星能够影响细胞内聚羟基脂肪酸和糖原 在好氧和缺氧阶段的转化,并抑制亚硝酸盐还原酶 的活性;环丙沙星浓度为0.2mg/L时,抑制了反硝化 菌细胞内DNA促旋酶和拓扑异构酶IV的活性,阻止
中国抗生素杂志2021年6月第46卷第6期
. 503 .
速率下降了95%;随后amoA mRNA和16S rRNA的浓 度逐渐升高,硝化速率在第37天恢复至90%。
(6)喹诺酮类抗生素对硝化过程的影响:喹诺酮 类抗生素包括诺氟沙星、环丙沙星和氧氟沙星等。 此类抗生素以细菌的DNA为靶,妨碍DNA回旋酶,能 够对细菌DNA造成不可逆的损害[8]。Li等[21]将反应器中 诺氟沙星的浓度从0mg/L逐渐升至30mg/L后,氨单加 氧酶和亚硝酸盐氧化还原酶的活性分别下降了14.7%和 10.2%,导致污泥的氨氧化速率下降了20.8%,亚硝酸 盐氧化速率下降了11.6%;同时还发现,诺氟沙星浓 度为30mg/L时,污泥中活性氧(ROS)和乳酸脱氢酶 (LDH)的含量分别增加了22.3%和22.5%,其中较高 浓度的ROS可以打破系统内氧化和抗氧化的平衡, 进而对微生物造成毒性,LDH的升高会导致微生物 的细胞膜破裂。戴琦等[22]发现环丙沙星的浓度升至 10mg/L时,氨氮去除率下降了19.11%;环丙沙星 能够抑制细菌DNA解旋酶,进而影响细菌的生长繁 殖,使亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化螺旋菌 属(Nitrospira)的相对丰度分别从0.02%和0.1%下降至 0.006%和0。 1.1.2 抗生素对反硝化过程的影响
抗生素污水处理
抗生素污水处理引言概述:随着抗生素的广泛使用,抗生素污水成为了一个严重的环境问题。
抗生素污水的排放对水体生态系统和人类健康造成了潜在的威胁。
因此,抗生素污水处理成为了一项重要的任务。
本文将从五个方面详细阐述抗生素污水处理的方法和技术。
正文内容:1. 抗生素污水的来源和影响1.1 抗生素污水的来源抗生素污水主要来自医院、养殖场和制药厂等地。
这些地方的废水中含有大量的抗生素残留物和抗生素产生的代谢物。
1.2 抗生素污水的影响抗生素污水的排放会导致水体中抗生素的浓度升高,对水生态系统造成破坏。
此外,抗生素残留物还可能通过食物链进入人体,对人类健康产生潜在风险。
2. 抗生素污水处理方法2.1 物理处理方法物理处理方法包括沉淀、过滤和吸附等。
沉淀通过重力作用将抗生素颗粒从水中分离出来,过滤则通过滤材将抗生素颗粒截留。
吸附是利用吸附剂将抗生素分子吸附在其表面上。
2.2 化学处理方法化学处理方法主要包括氧化、还原和中和等。
氧化方法通过氧化剂将抗生素分子氧化成无毒的化合物,还原方法则是将抗生素分子还原成无毒的形式。
中和方法则是通过酸碱反应将抗生素中的酸碱物质中和掉。
2.3 生物处理方法生物处理方法是利用微生物降解抗生素。
这些微生物可以将抗生素分子降解为无毒的物质,从而达到净化水体的目的。
3. 抗生素污水处理技术3.1 活性炭吸附技术活性炭吸附技术是将抗生素分子吸附在活性炭表面上,从而将其从水中去除。
活性炭具有较大的比表面积和吸附能力,能够有效去除抗生素。
3.2 生物膜技术生物膜技术是利用微生物在膜表面形成生物膜,通过降解抗生素分子来净化水体。
这种技术具有处理效果好、操作简单等优点。
3.3 光催化技术光催化技术是利用光催化剂在光照下产生活性氧,将抗生素分子氧化降解。
这种技术具有高效、无二次污染等特点。
4. 抗生素污水处理的挑战4.1 抗生素种类繁多抗生素种类繁多,不同的抗生素在处理过程中可能需要采用不同的处理方法和技术。
《2024年环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》范文
《环境中四环素类抗生素污染处理技术研究进展》篇一一、引言随着人类对抗生素的广泛使用,四环素类抗生素已成为环境中的重要污染物。
由于其广谱性及较低的成本,四环素类抗生素的滥用不仅在医药卫生领域产生巨大问题,也对生态环境造成严重影响。
如何在高效地应用这些抗生素的同时,减少其对环境的污染,已经成为科研人员迫切需要解决的问题。
本文旨在综述环境中四环素类抗生素污染处理技术的最新研究进展,以期为环境保护工作提供参考。
二、四环素类抗生素的环境污染问题四环素类抗生素是一种广谱抗菌药物,被广泛应用于畜牧业、人类医疗等领域。
然而,这些药物在使用过程中并未完全被生物体吸收,大量的药物及其代谢物通过污水处理厂、农田排水等途径进入环境,造成严重的环境污染问题。
三、四环素类抗生素污染处理技术研究进展为了解决四环素类抗生素的环境污染问题,科研人员不断探索各种处理技术,主要包括物理法、化学法以及生物法等。
1. 物理法物理法主要包括吸附法、膜分离法等。
吸附法是利用活性炭、生物炭等材料对四环素类抗生素进行吸附,从而降低其在环境中的浓度。
膜分离法则利用特殊的膜材料对含有四环素类抗生素的废水进行过滤和分离。
近年来,纳米材料在吸附法中的应用也成为研究热点,其高比表面积和优良的吸附性能使得其对四环素类抗生素的去除效果显著。
2. 化学法化学法主要包括光催化氧化法、电化学氧化法等。
光催化氧化法利用光催化剂(如二氧化钛)在光照条件下对四环素类抗生素进行氧化分解。
电化学氧化法则通过电解过程产生强氧化性物质对四环素类抗生素进行降解。
这些方法可以有效地将四环素类抗生素分解为无害或低害的物质。
3. 生物法生物法主要利用微生物的代谢作用对四环素类抗生素进行降解。
包括好氧生物降解和厌氧生物降解等方法。
好氧生物降解主要通过微生物的酶解作用将四环素类抗生素分解为小分子物质;厌氧生物降解则是在缺氧条件下,通过微生物的还原作用将四环素类抗生素转化为其他形式的化合物。
四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理研究
四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理探究关键词:四环素类抗生素;活性污泥;吸附规律;吸附机理1. 引言四环素类抗生素是一类广泛应用于农业和兽医领域的抗生素药物,也被广泛用于人类医疗。
然而,这些抗生素屡屡通过动物粪便和废水排放到环境中,对环境和生态系统产生负面影响。
在废水处理过程中,活性污泥是一种常见的处理剂,其具有高效去除抗生素的能力。
因此,探究四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理,对于优化废水处理工艺和提高抗生素去除效率具有重要意义。
2. 试验方法2.1 材料筹办选取常见的四环素类抗生素土霉素为试验对象,活性污泥来源于某废水处理厂。
2.2 试验设计设置一系列不同初始浓度和pH值的试验组,测定四环素类抗生素在活性污泥上的吸附量。
同时,在不同温度下进行吸附动力学和热力学试验。
3. 结果与分析3.1 初始浓度对吸附量的影响试验结果显示,随着四环素类抗生素初始浓度的增加,其在活性污泥上的吸附量也相应增加。
这可能是因为更高浓度的抗生素会使活性污泥颗粒表面的吸附位点饱和,导致更多的抗生素分子被吸附。
3.2 pH值对吸附量的影响试验结果显示,在酸性条件下,四环素类抗生素的吸附量较低,而在中性和弱碱性条件下,吸附量明显增加。
这可能是因为在酸性条件下,活性污泥颗粒表面存在更多的H+离子,与四环素类抗生素发生竞争吸附,降低了其吸附量。
3.3 温度对吸附量的影响试验结果显示,在不同温度下,四环素类抗生素在活性污泥上的吸附量变化较小,说明吸附过程不受温度的显著影响。
3.4 吸附机理分析依据试验结果,可以使用准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式来描述四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程。
这表明吸附过程主要受吸附位点的饱和程度和吸附分子的浓度等因素控制。
4. 结论四环素类抗生素在活性污泥上有很强的吸附能力,并受初始浓度和pH值的影响。
吸附过程可以用准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式描述。
改性生物炭对水体中抗生素的去除研究进展
改性生物炭对水体中抗生素的去除研究进展改性生物炭对水体中抗生素的去除研究进展引言:随着人口的增加和经济的发展,全球水资源的污染问题日益严重。
水体中的抗生素污染是近年来备受关注的环境问题之一。
抗生素的广泛使用不仅导致了多重耐药问题,还对水体生态系统和人类健康产生了潜在风险。
因此,寻找高效且经济环保的水体抗生素去除技术变得至关重要。
本文将介绍改性生物炭在水体中抗生素去除方面的研究进展,并对其应用前景进行展望。
一、抗生素在水体中的污染及危害抗生素在农业、畜牧业和人类医疗卫生领域得到广泛应用,对于防治疾病和促进动物生长起到了重要作用。
然而,抗生素的大规模使用也导致了环境中广泛的抗生素污染。
抗生素通过人类和动物的排泄物、工业废水、农田施肥等途径进入水体,对生态系统和人类健康产生了潜在威胁。
抗生素在水体中的存在不仅会导致水质污染,还可能促进微生物的抗药性发展,使得抗生素治疗失去效果。
二、改性生物炭的制备及特性生物炭是一种炭质材料,由有机废弃物经高温热解而制得。
与传统的活性炭相比,生物炭具有独特的孔隙结构和较大的内表面积。
改性生物炭通过物理方法、化学方法或生物化学方法对生物炭进行改良,以提高其抗生素去除能力。
改性方法包括物理吸附改性、化学改性和复合改性等。
三、改性生物炭在抗生素去除中的应用改性生物炭在水体中抗生素去除方面的研究已取得了一定进展。
研究发现,改性生物炭能够高效去除水体中的常见抗生素,如青霉素类、四环素类和磺胺类等。
这主要归功于改性生物炭的特殊吸附性能和表面活性。
改性生物炭不仅可以通过静态吸附作用去除抗生素,还可以通过化学反应、生物降解和微生物活性等机制实现抗生素的降解和去除。
四、改性生物炭应用前景展望改性生物炭作为一种新型的抗生素去除材料,具有广泛的应用前景。
首先,改性生物炭可以在水体治理中作为一种高效、经济的去污材料使用。
其次,由于改性生物炭具有很高的孔隙度和比表面积,可以在废水处理过程中充当载体或吸附剂,并与其他技术联合使用,如光催化、生物吸附等。
《2024年四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理研究》范文
《四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理研究》篇一一、引言随着抗生素的广泛应用,四环素类抗生素(Tetracyclines, TC)在环境中的残留问题日益突出,对生态环境和人类健康构成了潜在威胁。
活性污泥作为污水处理中的关键环节,其对于四环素类抗生素的吸附行为及机理研究显得尤为重要。
本文旨在探讨四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理,以期为环保工程中的污水处理提供理论支持和实践指导。
二、材料与方法2.1 材料本研究所用材料主要包括四环素类抗生素(如金霉素、强力霉素等)、活性污泥、人工配水等。
所有材料均需符合相关标准,确保实验的准确性和可靠性。
2.2 方法采用批处理实验法,通过改变实验条件(如pH值、离子浓度、温度等),研究四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程。
同时,运用各种现代分析技术(如荧光光谱、红外光谱、X射线衍射等)对吸附前后活性污泥的形态、结构及组成进行分析,以揭示其吸附机理。
三、实验结果与分析3.1 吸附动力学规律实验结果表明,四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程符合准二级动力学模型,表明吸附过程主要受化学作用控制。
此外,随着初始浓度的增加,吸附量也随之增加,但吸附速率会受到一定影响。
3.2 影响因素分析pH值、离子浓度和温度等因素对四环素类抗生素在活性污泥上的吸附具有显著影响。
在酸性条件下,吸附量较低;而在中性或碱性条件下,吸附量较高。
高离子浓度会降低吸附量,而温度对吸附过程的影响则相对较小。
3.3 吸附机理研究通过现代分析技术对吸附前后活性污泥的形态、结构及组成进行分析,发现四环素类抗生素主要与活性污泥中的微生物细胞和胞外聚合物(EPS)发生相互作用。
其中,微生物细胞通过表面电荷、官能团等与四环素类抗生素结合;而EPS则通过静电作用、氢键等非共价键与四环素类抗生素相互作用,从而促进其吸附。
此外,活性污泥中的某些金属离子也可能参与四环素类抗生素的吸附过程。
四、讨论与结论本研究表明,四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程受到多种因素的影响,且遵循一定的动力学规律。
《2024年四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理研究》范文
《四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及其机理研究》篇一一、引言四环素类抗生素是一类广泛应用于农业、畜牧业和人类医疗领域的抗生素。
随着抗生素的广泛使用,其排放问题已成为环境污染的一个重要来源。
在污水处理过程中,活性污泥是一种重要的处理手段,然而抗生素在活性污泥上的吸附行为及机理尚不完全清楚。
本文以四环素类抗生素为例,对其在活性污泥上的吸附规律及机理进行研究,以期为抗生素污染控制提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料实验所用的四环素类抗生素包括金霉素、土霉素等。
活性污泥取自某城市污水处理厂。
2. 方法(1)实验设计:通过批量实验,研究四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程。
(2)样品处理:将一定浓度的四环素类抗生素溶液与活性污泥混合,在不同时间点取样,测定残留的四环素类抗生素浓度。
(3)数据分析:利用吸附动力学模型和热力学模型对实验数据进行拟合和分析。
三、实验结果与分析1. 吸附动力学规律实验结果表明,四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程符合准二级动力学模型。
在吸附初期,吸附速率较快,随着时间推移,吸附速率逐渐减慢,最终达到吸附平衡。
此外,温度、pH值、离子强度等因素也会影响四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程。
2. 吸附等温线通过测定不同温度下的吸附等温线,发现四环素类抗生素在活性污泥上的吸附过程是放热过程,且吸附量随温度升高而降低。
这表明四环素类抗生素与活性污泥之间的相互作用主要是物理吸附和静电作用。
3. 吸附机理通过红外光谱和X射线衍射等手段,发现四环素类抗生素与活性污泥中的有机物、无机物等发生相互作用,形成复合物。
其中,静电作用和氢键是主要的相互作用力。
此外,活性污泥中的微生物也会对四环素类抗生素的吸附产生影响。
四、讨论本实验研究了四环素类抗生素在活性污泥上的吸附规律及机理,发现其吸附过程符合准二级动力学模型,且是放热过程。
四环素类抗生素与活性污泥之间的相互作用主要是物理吸附和静电作用,同时微生物也会对吸附产生影响。
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第32卷第6期Vol. 32 No. 6水资源保护WATER RESOURCES PROTECTION 2016年11月Nov. 2016DOI:10. 3880/j.issn.1004 6933. 2016.06.011人工湿地处理四环素类抗生素废水时有机碳源的影响赵联芳1,2,谭少文1,2,张鹏英2,黄太虎3(1.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京210098;2.河海大学环境学院,江苏南京210098;3.中国人民解放军理工大学,江苏南京210007)摘要:研究了以葡萄糖和乙酸钠为碳源的条件下,垂直流人工湿地对四环素(TC)、土霉素(OTC)和金 霉素(CTC)等3种四环素类抗生素(TCs)的去除效果。
结果表明,在试验条件下,乙酸钠与葡萄糖两 种碳源均能有效促进人工湿地系统对3种TCs的去除;在相同碳源条件下COD质量浓度越高,TCs的去除率越高,当COD质量浓度大于400mg/L时,对3种TCs的去除率均达到90%以上;垂直流人工湿 地对TCs的去除过程包括2个阶段:前2h为湿地基质吸附作用下的快速去除阶段,2〜24h为缓慢去 除阶段。
乙酸钠与葡萄糖两种碳源对TCs去除率的提高,主要发生在2h之后的第二个阶段,分析认 为发生了微生物共代谢作用,促进了湿地系统对基质吸附富集之后的TCs的进一步降解。
关键词:垂直流人工湿地;四环素类抗生素;碳源;乙酸钠;葡萄糖中图分类号:X703 文献标志码:A文章编号:1004 6933(2016)06 0070 05 Effects of different organic carbon sources on removal efficiency of tetracyclinesfrom wastewater in constructed wetlandsZHAO Lianfang,2,TAN Shaowen,2,ZHANG Pengying2,HUANG Taihu3(1. Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes,Ministry of Education,Nanjing210098,China;2.College of Environment,Hohai University,Nanjing210098,China;3.PLA University of Science and Technology,Nanjing210007,China)Abstract:The removal efficiency of three kinds of tetracyclines(TCs )including tetracycline(TC ),oxytetracycline (OTC),and chlortetracycline(CTC)from wastewater in the vertical-flow constructed wetlands(CWs)were investigated under the conditions of two different carbon sources (i.e.,glucose and sodium acetate). The results show that both glucose and sodium acetate were highly efficient in the removal of TCs in the CWs.The removal rates of TCs were enhanced with the increase of COD concentration with the same carbon source.When the COD concentration was greater than400 mg/L,the removal rates of TCs were above90%. The removal process of TCs by vertical-flow constructed wetland included two stages:during the first two hours,TCs concentrations had a sharp decrease mainly due to the adsorption of the wetland substrate,and during the following22 hours,the TCs concentrations continued to decline slowly.The improvement effect of sodium acetate and glucose on the TCs removal rate mainly occurred in the second stage after2 hours.It is considered that co-metabolism occurred in the CWs,which promoted the further degradation of TCs adsorbed to the wetland substrate.Key words:vertical-flow constructed wetland;tetracyclines;carbon source;sodium acetate;glucose四环素类抗生素(tetracyclines,TCs)是一类广 境,产生了潜在的环境污染及其生态毒理效应,近年谱性抗生素,被广泛应用于人类和动物疾病的预防 来引起社会的广泛关注[1-2]。
传统的污水处理方法和治疗。
大量使用的抗生素通过各种途径进入水环 在对抗生素类污染物的去除方面存在处理费用较基金项目:江苏省科技支撑计划(农业)重点项目(2016357);国家自然科学基金(51209070)作者简介:赵联芳(1972—),女,副教授,博士,主要从事水污染控制理论与技术研究。
E-m ail:lfzh ao@• 70•高、管理复杂等问题,因此迫切需要研究其他高效、 低耗和管理方便的TCs 去除处理技术。
人工湿地建设和运行成本较低,并且对传统污 染物有很好的处理效果,目前已被广泛运用于污水 处理中。
近年来,已有研究利用人工湿地处理含低 浓度抗生素的废水,其试验结果表明湿地系统能够 有效减少抗生素含量[34]。
目前关于人工湿地对抗 生素去除效果的研究主要集中于湿地植物、水力停 留时间[5]以及基质[4]等各因素对抗生素去除效果 的影响,而关于不同碳源对TCs 去除效果的影响研 究较少。
抗生素在水环境中的含量很低,分子结构复杂 而难以被微生物直接利用。
污水处理中去除难生物 降解有机物通常采用共代谢的方法,即向污水中补 充简单碳源以提高对复杂有机物的去除率[6]。
目 前用于有机药物污水处理中的碳源包括牛奶[7]、葡 萄糖和苯酚[8鄄9]等。
研究表明,不同种类与浓度的碳 源对难降解有机药物的去除影响不同。
因此,开展 不同碳源对人工湿地系统TCs 去除效果的影响研究 具有一定的意义。
本研究通过考察葡萄糖和乙酸钠 2种不同碳源在不同质量浓度条件下对垂直流人工湿地去除土霉素(oxytetracycline,OTC )、四环素(tetra (:y (:line ,TC )和金霉素(chlortetracycline ,CTC ) 这3种TCs 的影响,为实际工程中人工湿地去除 TCs 提供理论支持和借鉴。
1实验材料与方法1.1实验装置本实验采用4组高为90 cm 、直径为18 cm 的有机玻璃柱模拟垂直下向流人工湿地。
湿地填料为均 质的碎石,粒径约为4 ~8 mm ,填充高度为80 cm ,孔 隙率为40%,湿地植物为香蒲(Typha orientalis ),植株种植密度约为200株/m 2。
为避免阳光直射并防 止藻类大量生长,在有机玻璃柱外喷有一层黑色油 漆。
4组实验装置的构成见表1。
其中,S 1以葡糖 糖为碳源,S 2以乙酸钠为碳源,用以比较分析2种 碳源在不同COD 质量浓度条件下对TCs 去除效果的 影响;S 3以葡萄糖为碳源,控制COD 质量浓度为50mg /L ,以模拟低浓度碳源条件为空白对照组1; S 4以葡萄糖为碳源,不添加四环素类抗生素为空白对表1实验装置的构成编号碳源种类p (C O D)/(m g• L -')抗生素质量浓度/(滋g • L -1 )S1葡萄糖200、400、600600 ~ 800S 2乙酸钠200、400、600600 ~ 800S 3葡萄糖50600 ~ 800S 4葡萄糖200、400、600照组2,与S 1比较分析进水中抗生素对常规水质去 除效果的影响。
人工湿地装置于2014年12月搭建,2015年 2 —3月开始驯化,期间用较高浓度的配水对湿地装 置进行驯化,并通过配水中加人一定量的活性污泥 来接种微生物,同时种植的香蒲苗得以生长,一个月 后出水中COD 、TN 、TP 、DO 以及pH 趋于稳定,装置驯化完成,2015年4-6月为运行管理期。
1.2实验方法实验用水为人工配制,碳源为葡萄糖和乙酸钠,质量浓度根据实验方案配制;参考养殖废水水质特 点,T N 和T P 质量浓度分别控制为50 mg /L 和6mg /L,TN 由 NH4Cl 和 NaNO3 按 1 : 1 比例配置, T P 由KH2PO4 •%0配置,土霉素、四环素和金霉素 的质量浓度控制为600 ~ 800滋g /L ,分别由分析纯级别的抗生素药品配制。
实验采用间歇流进水方式,水力停留时间为 2d ,处理负荷为160 L /(m 2 .d )。
实验分为3个阶 段,第一阶段由葡萄糖和乙酸钠配制成P ( COD )= 200 mg /L ,第二阶段控制 p ( COD ) = 400 mg /L ,第三 阶段p ( COD ) = 600 mg /L ,其余污染物进水浓度保持 不变。
每个阶段持续1个月,试验周期为3个月。
每 个阶段待系统运行稳定后,取原水和进水后0. 5 h 、1h 、2 h 、4 h 、7 h 、12 h 、24 h 、36 h 和 48 h 的水样进行测定。
检测指标包括土霉素、四环素和金霉素等3种抗生素 和常规水质指标COD 、TN 和TP 的质量浓度。
1.3水质指标测定方法测定的水质指标包括:COD 、TN 、TP 、土霉素、四 环素和金霉素。