1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
抗生素的发现对于医药发展以及传染病的治疗具有划时代意义,如今已注册并流入市场的抗生素种类多达百种,这些抗生素广泛应用于人类及牲畜的疾病治疗,同时也作为促生长剂在农业、畜牧业及水产养殖业大量使用。虽然抗生素的使用具有重要的医疗意义,但由于缺乏健全的管理机制以及逐年增长的抗生素产量及销量,抗生素滥用已逐渐引起全球性生态问题。
抗生素在农业、水产养殖业、畜牧业和人类疾病治疗及个人护理方面大量使用，再加上过期抗生素药品处理失当，其对环境安全、生态系统及人类健康的威胁越来越严重［1］。美国兽用抗生素年使用量约1．62万t，其中只有10%用于动物疾病治疗，90% 都作为生长促进剂饲养动物。［2］中国抗生素年使用量约2．5万t［3］，一直居世界前列，由此导致的环境污染和生态风险日益严重。大部分抗生素具有水溶性，人类和动物服用的抗生素有40%～90% 将随尿液排出体外，［4］而传统的污水处理工艺对大部分抗生素处理效果不佳。抗生素及其代谢产物在环境中以低浓度存在，不仅会使环境中产生耐抗生素菌和抗性基因，还会对人体及环境中的其他非目标生物体产生潜在的生态毒理效应。［5］
水环境中的抗生素是微量的，长期饮用含微量抗生素的水，会使生物慢性中毒。抗生素经过食物链不断向上一级传递，在生物体内蓄积富集，最终可能会使生物体发生质变。微量的抗生素也可能会影响人体的细胞，如肾细胞、血液细胞和癌细胞等。［6］由于其固有的抗菌性质，抗生素很难通过典型的生物过程降解。［7］吸附法是近年来新兴的一种去除环境中重金属和有机物的方法，能够有效去除水中的抗生素等有机物[8]，吸附 剂的选用至关重要。生物质炭是一种在限氧条件下，由生物质炭原料热解而成，对疏水性有机污染物有着很好吸附能力的固体物质[9]，由于其具有较大的比表面积和丰富的表面官能团[10]，且原料易得，价格低廉，利用生物质炭作为一种新型吸附剂在近年来的应用中越来越多[11]。如陈淼等[12]研究结果表明添加以甘蔗渣为基料制成的生物质炭会显著增加土壤对环丙沙星的吸附量；doydora等[13]研究表明，酸化的松针炭或花生壳炭能使施入土壤后的家禽粪便中氮损失减少56%~60%。
2. 研究的基本内容和问题
围绕非均相生物质炭吸附降解水中抗生素进行研究，将从可行性、技术实际的应用效果、利用率和成本等方面进行分析。由于考虑到成本、可行性等原因，本次研究以玉米秸秆为原料，用fecl3改性生物质炭。
研究首先将对抗生素降解或分解时的ＰＨ值进行研究，讨论ＰＨ值对抗生素的影响。之后进行对照实验及toc分析，分析所加试剂量对抗生素分解的影响。通过改变温度、初始污染浓度等条件探索研究不同影响因素对诺氟沙星吸附特性研究。
本次实验预期解决非均相生物质炭吸附降解水中抗生素的可行性问题及其技术在现实应用中存在的可能的问题。
3. 研究的方法与方案
拟采取实验研究法及文献研究法。
首先进行生物质炭的制备过程，原始生物质炭以过20目筛的玉米秸秆为原料，在马弗炉中以500℃的条件热解3h，待热解结束后冷却至室温，过60目筛备用，标记为bc；铁改性生物质炭的制备：配制浓度为0.1mol/l的fecl3溶液，准确称取5g原始生物质炭，按照1:10的浸渍比加入50ml的fecl3溶液中，放置在恒温搅拌器上，每隔8h搅拌1次，陈化24h。陈化结束后放入烘箱(105℃)24h烘干取出，用蒸馏水反复冲洗至中性，在烘箱中烘干备用，标记为fbc。
然后分别进行吸附动力学试验、吸附等温线试验以及吸附热力学试验，若仍有足够时间，接着还会对不同影响因素对诺氟沙星吸附特性的影响进行研究。
4. 研究创新点
（1）寻找新的来源广泛、价格低廉、性能良好的生物质炭原材料一直是国内外学者非常关注的一个课题，本研究利用农业固体废弃物玉米秸秆制备生物质炭，不仅能够实现废物利用，还能增加他们的生态效益。
（2）能够形成一套生产成本低、吸附性能高的生物质炭制备技术，并且能够应用于抗生素废水的去除，甚至推广到有机污染废水的实际处理中。
5. 研究计划与进展
2020年1月—2020年2月：查找相关文献与论文，了解最新动态，制定研究方案。
2020年3月—2020年4月：制备生物质炭材料，进行吸附动力学、吸附等温线以及吸附热力学试验，时间充足则再对其他不同影响因素进行研究探讨。
2020年5月：完成试验，撰写毕业论文。
