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水中土霉素的检测及光解作用研究认领

被引量： 8

作者：

张维玮

学位授予单位：

华东理工大学

摘要：

抗生素广泛用于医疗和畜牧业,其中约50%～90%的抗生素不能完全被机体吸收利用,而以本体或代谢产物的形式进入到环境中。四环素类抗生素(Tetracycline,TCs)是常用的广谱型抗生素,其在环境中的积累会打破环境微生物的平衡,加速抗药基因的选择,通过食物链的富集作用危害人类健康,TCs作为一类新型污染物正日益受到人们的广泛关注。本文首先建立了固相萃取-高效液相色谱法同时检测环境水体中四种TCs 土霉素(Oxytetracycline,OTC)、四环素(Tetracycline,TC)、金霉素(Chlortetracycline,CTC)和强力霉素(Doxycycline,DC)的方法。采用PEP固相萃取柱净化富集,以0.01mol/L草酸:乙腈:甲醇=7:2:1为流动相,检测波长355nm。结果表明,标准曲线在0.10～10.00 mg/L具有良好的线性关系(R2>0.999),检出限0.2～0.5μg/L,定量限0.5～2μg/L,方法回收率为80.32%～104.9%,相对标准偏差为2.54%～7.85%。该方法操作简单、分析快速、重现性好,可用于环境水体中TCs的测定。TCs的稳定性实验表明,升温和光照可以促进TCs的分解,而环境中有机物的影响则呈现两面性。光化学降解是水环境中TCs降解的主要途径,本文以OTC为TCs的代表,系统地研究了 UV-254光源照射下,OTC人工配水的光解动力学,探究了操作条件如反应时间、OTC初始浓度、溶解氧、光源功率、反应温度和初始pH,水环境中常见的阴离子如N03-、Cl-、SO42-和HCO3-浓度,阳离子如Fe(Ⅲ)、Ca2+和Mg2+浓度,以及水中常见的溶解性有机物腐殖酸对OTC紫外光解的影响。结果表明,不同条件下OTC的光解均符合准一级反应动力学;OTC的光解速率与初始浓度负相关,初始浓度从2mg/L增加到40mg/L,光解速率常数k从0.0496 min-1减小到0.0208 min-1;较高浓度的溶解氧会抑制OTC的光解;光解速率与光源功率和反应温度正相关;pH是影响OTC光解的重要因素,碱性条件下OTC的光解速度大大加快,pH = 11.5时半衰期仅2.48 min;NO3-和HCO3-的存在对OTC光解有促进作用;SO42-和低浓度的Cl-对OTC的降解无明显作用,但高浓度的Cl-可以促进OTC的光解;Fe(Ⅲ)通过光敏作用,Ca2+Mg2+通过与OTC络合均可以促进OTC的光解;低浓度的腐殖酸促进OTC的光解,但浓度大于3 mg/L的腐殖酸对OTC的光解表现出抑制作用。针对单一UV光解不能使OTC完全矿化的问题,本文以总有机碳(Total organic carbon,TOC)去除率为指标研究了 UV/H2O2对OTC的去除效果,考察了不同条件下OTC的反应动力学,探究了反应时间、H2O2初始浓度以及反应pH对反应速率常数和TOC去除效果的影响。结果表明:不同条件下,UV/H2O2对OTC的降解遵循准一级反应动力学;当H2O2投加量在0.5～20mmol/L时,随H2O2投加量的增加,反应速率常数和TOC去除率先增后降;强酸和强碱性条件都不利于反应;H2O2投加量为3mmol/L,初始pH = 5.5时,反应速率常数最大,反应90 min后TOC的去除率最高为81.7%。

摘要译文

关键词：

土霉素; 检测方法; 光解; 动力学; 影响因素

学位年度：

2018

学位类型：

硕士

学科专业：

环境科学与工程

导师：

刘勇弟

中图分类号：

X832[水质监测⑨]

学科分类号：

0804[仪器科学与技术];083002[环境工程]