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1. 研究目的与意义
目前,抗生素的大量使用引起细菌抗药性增强和抗性基因的扩散传播已引起了广泛关注。大环内酯类抗生素是全球第二大用量的抗生素,它的广泛使用导致其在环境中频繁检出,其中,红霉素、罗红霉素和克拉霉素的检出频率最高。由于大环内酯类抗生素难以被生物降解,因此光化学转化是其从水环境中消除的一种重要途径。而水环境中的溶解性有机物(dom)必然会对其光化学转化产生影响。
根据来源的不同,水环境中的dom可以分为内源和外源,内源主要指水中的浮游生物分解产生的,外源主要是生活污水、地表径流和污水处理厂出水排入水体引入的有机物。其中,由于人类活动的干扰,污水处理厂出水有机物(efom)逐渐成为水体dom的重要组成部分。研究表明,不同来源的dom的光化学活性不同,但是efom对大环内酯类抗生素光化学转化的影响还不清楚。
因此,本课题拟以罗红霉素为目标污染物,通过研究efom对罗红霉素光化学转化的影响及其机理,为水环境中罗红霉素的生态风险评估提供依据。
2. 国内外研究现状分析
抗生素在人类医疗和畜禽养殖中的广泛应用导致其连续不断的进入环境中,并表现出较大的生态风险。光化学转化是抗生素从环境中消除的一个重要途径,而这个过程又受到抗生素分子结构和光照强度、ph、水中溶解性有机质等环境条件的影响。
溶解性有机物普遍存在于水环境中,其对抗生素的光化学转化具有重要影响。水环境中的dom可以分为内源和外源,内源主要指水中的浮游生物分解产生的,外源主要是生活污水、地表径流和污水处理厂出水排入水体引入的有机物。由于人类活动的干扰,污水处理厂出水有机物(efom)逐渐成为水体dom的重要组成部分。研究表明,不同浓度和来源的dom对抗生素光化学转化的影响也不同。如ryan等研究发现天然有机物并不能增强磺胺甲恶唑的光解,而efom则促进了其降解。孙兴霞和许毓研究发现,水环境中富里酸浓度的大小对磺胺类抗生素的光化学降解产生了重要影响,对于磺胺二甲基嘧啶,水中富里酸浓度较高(20,50,100mg/l)时会促进它的光降解,浓度较低时(2mg/l)不利于其光降解;对于磺胺甲噁唑,低浓度富里酸(0.2,2mg/l)会促进其光降解,高浓度富里酸(20,50,100mg/l)则抑制其光降解。
3. 研究的基本内容与计划
一、研究内容:
1)efom对罗红霉素光化学转化动力学的影响
研究efom的浓度和ph对罗红霉素光化学动力学的影响,获得罗红霉素光化学转化的动力学常数,计算出罗红霉素的半衰期。
4. 研究创新点
关于溶解性有机质对抗生素光化学转化影响的研究相对较多,但对于EfOM对抗生素光化学转化的影响尚不清楚。本课题以典型的大环内酯类抗生素罗红霉素为研究对象,重点研究污水处理厂二级出水有机物(EfOM)对罗红霉素光降解的影响和机理,为此类污染物的生态风险评估提供了理论依据。
