氮掺杂二氧化钛光催化氧化降解污水中四环素

以氮掺杂二氧化钛(N-TiO_2)作为催化剂,四环素作为目标污染物,以可见光作为光源,研究N-TiO_2在可见光源条件下,光催化氧化降解四环素的效果。当四环素初始浓度为50 mg/L时,在pH=8,催化剂投加量为1. 0 g/L较优的反应条件下,N-TiO_2光催化氧化降解四环素的效率可达到97%以上。研究表明:阴离子对降解过程有抑制作用,但对最终降解效果无显著影响。反应过程中起主要作用的活性基团为光生空穴。     

Mn@海藻酸微球吸附去除盐酸四环素及其类Fenton再生

以海藻酸钠为基体,制备出了Mn@海藻酸复合吸附剂.采用FE-SEM、EDS和FT-IR对产品的结构进行了表征,研究了Mn@海藻酸复合吸附剂吸附去除盐酸四环素水溶液的过程,主要考察了溶液初始浓度、p H和吸附时间对盐酸四环素吸附过程的影响,同时进行了动力学、等温模型和热力学分析,并对吸附剂的再生进行了评价.结果表明,盐酸四环素溶液初始浓度越大,平衡吸附量越大;强酸不利于Mn@海藻酸微球吸附反应的进行;随着时间的延长,吸附量呈逐渐增加的趋势.动力学模拟结果表明,吸附过程符合准二级动力学模型,等温吸附曲线符合Langmuir等温模型;热力学参数ΔG0,ΔH0,ΔS0,表明该吸附过程为自发吸热过程.通过构造Fenton-like反应体系,表面富集有盐酸四环素的Mn@海藻酸微球吸附剂可有效实现原位再生,重复使用.研究结果对含盐酸四环素废水的处理提供重要的理论依据.     

氧四环素的微生物燃料电池处理及微生物群落

氧四环素(OTC)作为一种广谱性抗生素而被大量使用,其滥用不仅直接破坏生态系统,更容易引起微生物耐药性和抗性基因污染等问题.本研究利用微生物燃料电池(MFC)处理OTC,研究OTC在MFC不同运行时期的去除率变化情况,发现在运行150 d后,MFC对10 mg·L-1OTC的去除率在132 h达到99.0%.利用高通量测序技术分析并比较了原始接种猪粪与运行150 d后MFC阳极生物膜的微生物群落结构,发现厚壁菌门(Firmicutes)处于优势地位,但相比于原始接种猪粪,MFC生物膜上的变形菌门(Proteobacteria)的丰度从2.84%提高至8.92%~22.75%,此外,真细菌属(Eubacterium)的比例从几乎为0.00%显著提高至20.49%~49.00%.根据现有研究报道,Eubacterium spp.对多种氧杂环芳香族化合物具有一定的生物降解能力,本研究表明Eubacterium spp.可能是一类具有较强OTC降解能力的功能微生物.     

四环素类抗生素对淡水绿藻的毒性作用

四环素类抗生素是目前世界上应用最为广泛的抗生素之一,也是我国畜禽养殖业中使用量最大的兽药和饲料添加剂.由于该类物质不易被生物体吸收且当前的污水处理设施对抗生素不能彻底去除,故大量抗生素及其代谢产物最终进入地表水环境,其对水生态系统和人体健康的潜在威胁值得关注.本研究以水生态系统初级生产者淡水绿藻为受试生物,系统考察四环素、金霉素和强力霉素对蛋白核小球藻、斜生栅藻细胞膜通透性和生长抑制作用的影响.结果表明,抗生素暴露96 h后,强力霉素在整个作用浓度范围内使供试淡水绿藻细胞膜通透性降低;而金霉素和四环素低浓度暴露可以增大藻细胞膜通透性,此后随着作用浓度的增大转为降低.3种抗生素对淡水绿藻生长抑制率大致呈现强力霉素>四环素>金霉素的顺序趋势.斜生栅藻对四环素类抗生素的毒性响应较蛋白核小球藻更为敏感.     

四环素在黄土中的吸附行为

采用批吸附实验方法讨论了不同pH和离子强度条件下四环素在黄土中的吸附行为.实验结果显示,黄土对四环素有较强的吸附能力,添加可溶性腐殖酸可减少土壤对四环素的吸附量,吸附行为可以用Freundlieh等温方程描述.随着土壤溶液中离子强度的增加,四环素在黄土表面的吸附逐渐减少,表明四环索在黄土表面的吸附是以阳离子交换作用为主.在pH=4.0～9.0的范围内,黄土对四环素的吸附系数随着pH的增大而减小.     

两种兽药添加剂对蚯蚓的DNA损伤及其联合效应

采用土壤中的指示生物赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）作为受试生物,研究了两种兽药添加剂四环素和金霉素对赤子爱胜蚓的急性毒性.结果表明：滤纸接触法染毒48h后,这两种兽药添加剂在所设最大受试剂量内没有引起蚯蚓死亡,半致死浓度LC50〉3.98×10^-2mg·cm^-2.应用彗星试验检测蚯蚓体腔细胞的DNA损...     

长期施用粪肥菜地土壤中四环素类抗生素的含量与分布特征

规模化养殖场动物粪肥富含抗生素且作为有机肥大量施用于农业生产,由此造成的土壤抗生素污染问题在我国还鲜有研究.针对亚热带地区长期施用粪肥的“无公害蔬菜”生产基地,利用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)分析方法,探讨了土壤中4种四环素类(TCs)化合物(四环素、土霉素、金霉素、强力霉素)的含量与分布特征.结果表明,土壤中4种四环素类化合物的总含量(TCs)在1.35～22.52 μg/kg之间,平均为7.35 μg/kg.各化合物的检出率在31%～100%之间,平均含量为0.63～3.11 μg/kg,以土霉素和强力霉素为主.化合物的含量与组成特征无论在平面上还是在剖面上均存在明显的空间分布差异,且随着深度增加含量迅速降低,但在80 cm深度仍有检出.土壤中四环素类化合物的含量较低,生态毒性风险较小,但化合物的检出率较高且普遍同时检出多种化合物,其协同生态毒性尤其是耐药性问题值得进一步研究.     

老化作用对微塑料吸附四环素的影响及其机制

微塑料（MPs）和抗生素同为新型污染物,微塑料可以在水环境中吸附抗生素并作为其载体而共同迁移,而微塑料会在环境中不断地老化,其吸附能力和吸附机制也会随之改变.以聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）为目标MPs,通过紫外法（UV-254）进行照射,对比老化前后微塑料颜色、表面形态和官能团等理化特性改变,以及其对四环素（TC）吸附的影响,探讨了相关影响机制.结果表明,准二级动力学模型能较好地模拟吸附过程,在24 h内达到吸附平衡,老化微塑料对TC的吸附量明显高于原始微塑料,且PS的吸附量高于PE.Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地描述吸附等温试验数据,TC在微塑料上的吸附是自发的和吸热的物理吸附过程,老化作用对微塑料吸附热力学特性无明显影响.随着pH值的增加,吸附量先增大后减小,老化前后的微塑料均在pH=5时达到最大吸附量.紫外老化增加了微塑料的比表面积,生成了—C＝O、—OH和O＝C＝O等含氧官能团,改变了微塑料的理化特性,从而改变了微塑料对TC的吸附机制：相比原始PE微塑料,老化PE除了疏水分配、范德华力和静电作用外,孔填充也是吸附的重要机制;原始PS微塑料的主要吸附机制为疏水分配、范德华力、π-π作用和静电作用,老化PS则增加了氢键和孔填充作用.     

不同四环素浓度对好氧堆肥和蚯蚓堆肥过程影响的对比研究

好氧堆肥及蚯蚓堆肥是对畜禽粪便进行肥料化处置的有效方式,但畜禽粪便中残留的不同浓度四环素对二者堆肥过程的影响是否相同却并不清楚.因此,将不同浓度(5、25、125 mg·kg^-1)的四环素添加到牛粪-秸秆物料中,对比了好氧堆肥与蚯蚓堆肥堆制过程中堆体腐熟度指标的变化、堆肥产品养分含量的区别以及堆肥产品中四环素去除效率的差异,以期为不同浓度四环素的畜禽粪便肥料化提供适宜的处置方法 .研究结果显示,高浓度(125 mg·kg^-1)四环素添加延缓了好氧堆肥的升温进程,但与低浓度(5、25 mg·kg^-1)四环素添加处理相比并未显著影响堆体的腐熟度指标、堆肥产品总养分含量及速效养分含量.高浓度(125 mg·kg^-1)四环素添加导致了蚯蚓堆肥中蚯蚓密度和生物量的显著下降,并导致蚯蚓堆肥无法正常启动.在蚯蚓堆肥中,低浓度(5、25 mg·kg^-1)四环素添加处理之间在堆体的腐熟度指标,堆肥产品总养分含量及速效养分含量方面无显著差异.好氧堆肥对畜禽粪便中四环素的去除率可达90%以上,显著高...     

四环素在水体中的自然光解作用机制

近年来,抗生素引发的水体环境污染问题日益受到关注,光解是其在环境中消减的重要过程,但其中的关键机制及影响因素尚不明确.本研究系统地考察了初始浓度、pH以及无机离子、溶解性有机物等环境因子对四环素（TC）光解的影响,明确了自然光解的关键活性氧物种（ROS）,同时结合理论计算和降解产物的分析,揭示出了TC的自然光解路径及作用机制.结果表明,模拟自然光条件下TC可快速降解,5 μmol·L^-1 的TC在180 min内降解率为75.0%,符合一级反应动力学,反应速率常数为0.007 min^-1,远高于避光条件.随着TC初始浓度的上升,TC光解率和速率呈现出下降的趋势,并且碱性条件更有利于TC光解.水体中存在Cu（II）、Fe（III）和NO₃^-均能显著促进TC光解;富里酸（FA）则由于光屏蔽和淬灭作用对TC的光解产生显著抑制,但FA 和Fe（III）共存时,Fe（III）对光解的促进作用占主导.水体中TC的自然光解不仅存在直接光解,并且以超氧阴离子（O₂^-·）和羟基自由基（·OH）为关键ROS的自敏化光解在TC的光解过程中也起到重要作用.结合TC光解后的产物分析发现,发生间接光解后TC发生开环反应,相比于直接光解和自敏化光解降解地更充分.综上,TC在自然水体中的光解强烈受环境因素影响,可以通过增强活性氧介导的间接光解过程促进水体抗生素污染修复.