水體系中氧氟沙星的光化學(xué)降解研究.pdf

1、抗生素是世界上用量大而且使用非常廣泛的藥物。近些年來，抗生素類化合物在水體中不斷被發(fā)現(xiàn)，成為一類新興的水環(huán)境污染物。抗生素的連續(xù)性輸入使得它們能在環(huán)境中持久性存在。這些抗生素不僅可以抑殺一些微生物，而且還能夠誘發(fā)一些耐藥菌群的產(chǎn)生，破壞了環(huán)境中的生態(tài)平衡。相關(guān)研究表明，抗生素的光化學(xué)降解是抗生素在水環(huán)境中有效去除的途徑之一，因此，研究抗生素的光化學(xué)轉(zhuǎn)化及生態(tài)風(fēng)險具有重要的意義。
　　 本論文以當前廣泛應(yīng)用于臨床的第三代喹諾酮抗生

2、素(氟喹諾酮類)的代表藥物之一--氧氟沙星(OFLX)作為研究對象，由于其喹諾酮環(huán)的穩(wěn)定性和抗水解能力使其成為持久性污染物，目前已在水體中被檢測出來，而且還可引起光毒性反應(yīng)。迄今為止，國內(nèi)外有關(guān)氧氟沙星光降解過程的研究鮮有報道，特別是海水中的研究更少。本研究通過實驗室模擬，研究了OFLX在不同控制條件下的光化學(xué)降解過程，并進行了其光降解前后的毒性實驗，主要結(jié)論如下：
　　 1.動力學(xué)行為
　　 在選取實驗條件下，OFLX

3、均發(fā)生顯著的光化學(xué)降解，且反應(yīng)過程符合一級反應(yīng)動力學(xué)過程。所有實驗條件下的速率常數(shù)k的變化范圍為0.0400～0.174min-1。
　　 2.反應(yīng)影響因素
　　 a.照射光源：
　　 與黑暗條件下相比，OFLX在300W高壓汞燈和350W氙燈下均能發(fā)生光化學(xué)降解，但在高壓汞燈下的降解速率顯著大于在氙燈下的降解速率，這說明光源對OFLX的光解具有重要影響。
　　 b.初始濃度
　　 在OFLX濃度

4、范圍2～6 mg·L-1中，OFLX在DW(蒸餾水)、ASW(人工海水)和NSW(天然海水)中的光解速率與其初始濃度呈負相關(guān)關(guān)系。即OFLX的光解速率隨著初始濃度的增大而減小。
　　 c.溶液酸堿度
　　 溶液酸堿度對OFLX的光降解有顯著的影響。實驗選取了3、5、7、9、11五個pH值進行光解實驗，結(jié)果表明，光解速率呈現(xiàn)先減小后增大再減小的趨勢，最大值出現(xiàn)在pH=9，其次為pH=3，速率最慢的是pH=5。
　　

5、 d.溶液介質(zhì)
　　 2 mg·L-1OFLX在DW、ASW和NSW三種介質(zhì)中能發(fā)生顯著的光降解，光解速率大小順序為：DW　　 e.重金屬離子
　　 海洋中常見的四種重金屬離子Cu2+、Cd2+、pb2+、Zn2+對不同介質(zhì)中的OFLX光降解反應(yīng)表現(xiàn)出不同的影響。不同濃度的重金屬離子對OFLX的光反應(yīng)的影響也有所不同。
　　 f.甲醇和疊氮化鈉
　　 在OFLX水溶液中加入甲醇

6、(·OH猝滅劑)和疊氮化鈉(·OH和1O2猝滅劑)，發(fā)現(xiàn)OFLX的光降解均受到不同程度的抑制。因此，在三種介質(zhì)中OFLX不僅發(fā)生了直接光解，而且存在·OH和1O2參與的自敏化光降解。
　　 g.光敏劑
　　 不同濃度的丙酮均能促進OFLX的光降解，其反應(yīng)速率常數(shù)為0.0842～0.102min-1，且光敏效率與丙酮濃度呈正相關(guān)關(guān)系。
　　 h.表面活性劑
　　 十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基苯

7、磺酸鈉(SDBS)、吐溫-20(TW-20)等表面活性劑的加入均不同程度地抑制光反應(yīng)的發(fā)生。其中，SDBS猝滅作用最強，其次為CTAB。
　　 3.光解產(chǎn)物測定
　　 用LC/MS分離鑒定了四種主要產(chǎn)物，其中兩種產(chǎn)物已知，分別為脫羧反應(yīng)和脫甲基反應(yīng)的產(chǎn)物，其他兩種可能是OFLX在光解過程中經(jīng)過光解重排、抽氫后發(fā)生二聚反應(yīng)生成的。
　　 4.毒性試驗
　　 利用金藻8701、裸甲藻、小球藻的生長情況進行了O