石墨烯气凝胶的制备方法及去除水中抗生素研究进展

抗生素造成的水体污染问题日益严峻,吸附和光催化是去除水中抗生素最具有前景的技术.石墨烯气凝胶是由sp2碳原子杂化形成的三维碳基材料,具有高比表面积、多孔隙等诸多优点,这些独特的结构和理化性质使其可以有效吸附和光催化降解抗生素.该文总结了近年来石墨烯气凝胶复合材料对水中常见的几类抗生素的去除研究进展,讨论了影响抗生素吸附和光催化降解的主要因素,分析了部分潜在机理,并对今后的研究方向提出展望.     

锰氧化物改性生物炭对水中四环素的强化吸附

以MnCl2为改性剂,制备锰氧化物改性生物炭(MBC),用于强化生物炭对水中四环素的吸附。采用比表面积法(BET)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)等手段表征其微观结构,并通过单因素试验研究改性前后生物炭对四环素的吸附行为和影响因素。结果表明,Langmuir模型计算的MBC最大吸附量为736 mg·g^-1,较原始生物炭提高了15倍。吸附符合准二级动力学模型,受物理化学过程控制,是一个自发的吸热过程。溶液pH、二价阳离子对吸附影响较大,而一价阳离子和共存腐植酸对吸附影响微弱。MBC吸附水中四环素主要是通过氢键作用、静电作用及锰与四环素之间的配位作用,吸附效果较BC显著提高,且环境适应能力更强,对去除水环境中的抗生素具有较好的应用前景。     

微生物降解四环素类抗生素的研究进展

随着抗生素在养殖行业使用加剧，施用粪肥导致的抗生素污染问题日趋严重，微生物降解抗生素作为解决这一问题的有效途径受到人们的广泛关注。本文综述了四环素类抗生素（TCs）的降解方法和微生物降解四环素类抗生素的研究现状，并对微生物降解四环素类抗生素的影响因素、降解路径以及其降解的分子机制进行了详细介绍。在此基础上，对微生物降解四环素类抗生素从实验室研究到实际生产应用进行了展望，指出了未来研究关注的重点。本文以期为人们深入认识四环素类抗生素的微生物修复提供参考，同时为四环素类抗生素的污染修复提供思路。     

畜禽粪污抗生素对土壤生物学效应的Meta分析

为研究养殖粪污抗生素土壤残留风险,从数据库文献检索获得国内外近10年来发表的相关论文,通过统计分析论文的结果,以获得现有相关研究的主要结论和主要趋势。利用关键词检索获得相关论文,通过Meta分析(Meta-analysis)的方法分析论文中关于氟喹诺酮类、四环素类和磺胺类这3类抗生素在土壤中残留的影响因素及对土壤微生物多样性的影响。结果表明:抗生素进入土壤后前7 d降解速率较快,之后会逐渐趋于平缓,第30 d时氟喹诺酮类、四环素类、磺胺类抗生素的最终降解率分别为77%、85%、91%。土壤类型、pH能显著影响抗生素的降解率,弱酸性土壤更有利于抗生素降解。3种抗生素在土壤中浓度大于10mg·kg~(-1)时会抑制土壤微生物多样性,影响能力为氟喹诺酮磺胺类四环素类。土壤中抗生素能够自然降解,30 d内降解能力表现为磺胺类四环素类氟喹诺酮类,土壤pH越低,降解效果越好;抗生素对土壤微生物多样性存在显著影响,抗生素浓度越大抑制越明显;土壤pH在4.3～9.4的范围内时,pH越高抗生素对土壤微生物多样性的影响越强。     

二氧化锰改性碳纳米管对四环素和泰乐菌素的吸附

采用氧化还原法制备二氧化锰负载碳纳米管(Mn O2/MWNT),通过批次吸附实验研究其对所选四环素和泰乐菌素的吸附行为及其影响因素。研究结果表明:与未处理的碳纳米管相比,二氧化锰负载后显著提高了碳纳米管对四环素和泰乐菌素的吸附,约提高了5~8倍;两种抗生素在Mn O2/MWNT上的强吸附机制可解释为π-π电子交互作用、阳离子-π键作用和路易斯酸碱对作用;随着p H升高,四环素和泰乐菌素在Mn O2/MWNT上的吸附显著降低,两种抗生素所含官能团的去质子化作用,以及Mn O2/MWNT表面含氧官能团的解离,导致Mn O2/MWNT与两种抗生素之间的吸附作用减弱。可溶性腐植酸降低了泰乐菌素在Mn O2/MWNT上的吸附,而对四环素影响很小,主要原因是大分子腐植酸不能有效地与四环素竞争Mn O2/MWNT孔道内部的吸附位点。     

四环素类抗生素在黑土和白浆土中吸附规律研究

文章采用批量平衡方法研究四环素和土霉素在黑土和白浆土中吸附规律。结果表明,土壤对四环素类抗生素吸附平衡时间为24 h;对比Elovich方程、双常数方程和抛物线方程,一级动力学模型对两种抗生素在土壤中吸附动力学行为拟合效果最好。从吸附热力学结果上看,黑土和白浆土对四环素吸附能力均高于土霉素;Freundlich模型对吸附数据非线性拟合良好,平均拟合相关系数为0.988,四环素和土霉素在土壤中吸附强度(1/n)差异性显著,但均小于1,四环素和土霉素吸附等温线为"L型"。四环素和土霉素在黑土和白浆土中|ΔG|均小于40k J·mol~(-1),四环素和土霉素在黑土和白浆土中吸附过程主要是物理吸附为主自发反应,四环素和土霉素在黑土和白浆土中移动性极低,对环境造成污染。     

利用四环素菌渣生产复合饲用酶制剂的研究

[目的]为四环素菌渣的处理及资源化利用提供依据。[方法]分别以不同比例四环素菌渣和麸皮为培养基,利用黑曲霉、康宁木霉和绿色木霉协同发酵处理四环素菌渣,在生产复合酶制剂的同时降解菌渣中残留的抗生素。[结果]在四环素菌渣∶麸皮=7∶3,培养基水分50%,厚度10 cm,培养温度2530℃条件下好氧发酵96 h,可得到富含纤维素酶、木聚糖酶、β-葡萄糖酶和酸性蛋白酶的复合酶制剂,且菌渣中残留四环素的降解率可达97.3%。[结论]该研究确定了四环素菌渣中残留抗生素的最佳降解条件。 更多还原     

负载铁盐膨润土对水中四环素的吸附性能

通过低温还原法制得负载铁盐膨润土(Fe-bent),采用X射线衍射法(X-Ray Diffraction)和红外光谱证实,氢氧化铁、钠铁矾等物质被负载于钠基膨润土上;且铁盐的负载使膨润土上活性基团特征峰位置及强度均发生改变。考察溶液pH值对Febent吸附去除水中四环素性能的影响,结果表明,当溶液pH值为6.24时,Fe-bent对四环素的去除率达93%,高于其他pH值。吸附动力学试验表明,Fe-bent对四环素吸附速率非常快,其动力学过程符合准一级模型。Fe-bent吸附四环素的吸附等温线符合Freundlich模型。红外光谱结果表明,四环素分子上的阳离子基团通过阳离子交换作用和吸附剂表面的负电荷结合被吸附去除。     

活性污泥对四环素类抗生素的吸附特性研究

采用间歇吸附实验,研究了活性污泥对3种四环素类抗生素的吸附特性,探讨了吸附初始浓度、温度和溶液pH对吸附的影响。结果表明,当起始浓度为1～2 mg/L、pH为6、温度为25℃、污泥量为0.1 g时,盐酸四环素(TC)、盐酸土霉素(OTC)和盐酸金霉素(CTC)的吸附平衡时间分别为120、90和90 min。假二级动力学较假一级动力学能更好地模拟3种四环素类抗生素的吸附动力学,模型中TC、OTC和CTC的吸附容量qeq(mg/g)值分别为1.638、1.548和1.325,二级吸附速率常数k2[×103g/(mg.min)]值分别为65.52,66.70和67.28。等温线模拟结果表明,Freundlich方程较Langmuir方程能更好地模拟等温吸附过程,TC,OTC和CTC吸附方程分别为qeq=8.485c1/0.915,qeq=8.170c1/1.063和qeq=7.573c1/1.076。活性污泥吸附3种四环素类抗生素的最优pH和温度分别为6.0和25℃,吸附容量随初始浓度的增加而增加,但达到吸附平衡的时间延长且平衡浓度上升。研究亮点:抗生素类污染物作为一种对人类和环境有潜在危险的微污染物直到最近才被引起重视,而常规的污水处理厂也不能很好地去除这类污染物。通过活性污泥对3种四环素类抗生素进行吸附研究,为将来进一步研究抗生素在污水处理工艺中的迁移转化提供参考。     

广州市兽用抗生素的环境残留研究

畜禽废物中的抗生素可造成土壤及水体的抗生素污染,利用高效液相色谱及高效液相色谱-串联质谱分析了广州市代表性养殖场畜禽废物、施用畜禽粪土壤和鱼塘水中尼卡巴嗪、喹乙醇、四环素类、磺胺类、喹诺酮类、氯霉素类抗生素的含量.结果发现:猪粪、鸡粪中抗生素含量最高的均为四环素类,分别为123.76、14.59 mg·kg-1;含量最低的均为氯霉素类,分别为2.35μg·kg-1、0.08 mg·kg-1;小猪猪粪中抗生素的含量明显高于大猪.鱼塘水中抗生素含量较高的是四环素(5.16μg·L-1)与磺胺对甲氧嘧啶(4.78μg·L-1),土霉素在所有样点中均未被检出.施用禽畜粪土壤中四环素类、喹诺酮类含量较高,分别为70.40、49.77μg·kg-1;磺胺甲基嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲噁唑、甲砜霉素、氯霉素、喹乙醇均未被检出.粪样中的抗生素可导致土壤和水体的抗生素污染,TCs、QNs和NCZ可能对生态环境和人类健康安全的威胁更大.     

四环素在典型土壤中的吸附行为·吸附动力学·热力学特征

[目的]研究四环素在典型土壤中的吸附行为及吸附动力学和热力学特征。[方法]采用平衡振荡法,研究了不同试验条件下3种典型土壤对四环素的吸附效能。[结果]黑土对四环素的吸附能力最高,其对应的饱和吸附量超过85.0 mg/g,黄土次之,而高岭土的吸附效能最低,仅11.6 mg/g。酸性pH条件和较高的土壤有机质含量有利于3种土壤对四环素的吸附,当土壤中有机质去除后整体吸附能力将下降15%。3种土壤对四环素的吸附是一个吸热过程。黑土对四环素吸附过程符合准一级反应动力学方程,而黄土和高岭土对四环素的吸附更符合准二级吸附动力学方程。黄土和高岭土对四环素的吸附满足Langmuir吸附等温式,即认为上述吸附主要归因于单分子层吸附;相对应的常用来表征竞争吸附的Freundlich方程更符合黑土对四环素的吸附。[结论]该研究可为揭示四环素在土壤中的吸附富集机理提供科学依据。     

鸡粪中抗生素在茶园土壤中的降解转化及其对茶叶质量安全的影响

本文作者通过小区试验,在天目湖白茶种植区施用不同量的抗生素阳性的鸡粪有机肥,研究鸡粪中抗生素在天目湖白茶茶园土壤中的降解转化及其对茶叶质量安全的影响,结果表明,抗生素在土壤和径流水中长时间残留,降解过程缓慢,对茶园环境及周边作物存在潜在安全风险;收获期茶树茎和鲜叶中均未检出抗生素,施用抗生素有机肥不影响茶叶质量安全。     

土壤中偏二甲肼的吸附及降解规律研究

对偏二甲肼在红壤土和黄棕壤土中的吸附及降解进行了研究。通过对不同浓度的偏二甲肼在这两种土壤中的吸附的研究,用改进的平衡法给出了偏二甲肼在这两种土壤中的吸附等温线,得出了它们的吸附常数。通过对偏二甲肼降解产生的中间产物甲醛的初步研究,得到偏二甲肼在两种土壤中降解产生的甲醛浓度随时间的变化趋势,并对测得结果进行了讨论。     

吸附材料去除水中有机污染物的研究进展

综述了吸附材料对水中有机污染物去除的研究进展,介绍了典型的黏土矿物类、工业废渣类、生物类、活性炭类、树脂类及复合材料吸附剂等的研究现状,并对吸附法处理水中有机物的应用前景进行了展望。     

微生物降解抗生素的研究进展

近几十年来航生素的大量使用所引起的公共健康、资源利用和环境污染等问题倍受社会关注。由于微生物对抗生素削减的高效、低耗、环保和操作简单等优点,微生物降解法已成为处理抗生素污染的有效途径。在综述近几十年来利用微生物方法处理抗生素污染的技术、抗生素降解功能微生物的筛选、降解条件优化、降解效果及其降解机制等方面研究进展的基础上,指出了今后的研究方向。     

天然纤维材料改性及其吸附抗生素的应用研究

以花生壳、木屑这些天然纤维材料制备吸附剂吸附废水中的四环素类抗生素,通过探讨改性剂种类、改性剂用量、改性时间等因素对吸附效果的影响,筛选出最佳吸附材料并优化改性方案。实验结果表明,两种吸附剂对抗生素废水均有较高的吸附效率,其中碱改性花生壳的吸附效果最好,最佳改性方案为1 mol·L-1 NaOH室温下改性5 h,对3种四环素类抗生素的去除率分别为土霉素67.27%、四环素79.08%、强力霉素87.40%。同时,利用傅立叶红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）对碱改性花生壳结构特性进行表征,推断碱改性花     

畜禽粪便中常见抗生素去除的研究进展

随着我国规模化、集约化畜禽养殖业的快速发展,大量兽用抗生素被广泛用于畜禽养殖业。由于抗生素在动物体中不能完全被吸收,导致畜禽粪便中抗生素高浓度残留,对生态环境和人类健康构成很大威胁。本文综述了畜禽粪便中常见的四大类抗生素(四环素类、氟喹诺酮类、磺胺类和大环内酯类抗生素)的分布特征及去除方法,比较了不同去除方法对抗生素的降解效果,旨在为畜禽养殖粪便抗生素残留的控制提供参考。     

磺胺类抗生素的污染现状与去除技术研究进展

随着社会经济的不断发展,磺胺类抗生素在医药和养殖业中被广泛应用,其在环境中难以降解,该类抗生素引起的环境污染问题引起了人们的广泛关注.介绍了磺胺类药物性质,对其污染现状、危害及其在环境中的迁移转化状况进行了阐述,总结了水中磺胺类抗生素处理技术的研究进展,指出了存在的问题并对今后的研究方向提出展望.     

膨润土和高岭土对四环素吸附的影响

采用批平衡吸附试验,研究了四环素在膨润土和高岭土中的吸附行为.结果显示,膨润土和高岭土对四环素的吸附行为均可用Freudlich等温方程描述,但Kf(膨润土)>>Kr(高岭土),说明膨润土对四环素吸附能力较高岭土强.随着土壤溶液中离子强度的增加,四环素在两类粘土表面的吸附逐渐减少,表明四环素在粘土表面的吸附是以阳离子交换作用为主.同时,不同阳离子导致四环素在粘土上的吸附存在差异,其影响趋势主要为价态的影响,即价态越高,竞争吸附能力越强:M3+(Al3+)＞M2+(Ca2+)＞M+(K+).此外在pH4.5～8.0的范围内,两类粘土对四环素的吸附系数均随着pH的增大而减小.     

磷对塿土吸附四环素的影响

本文研究了复合污染条件下磷对塿土吸附四环素的影响.研究结果表明,磷的存在降低了塿土对四环素的吸附量;而且,磷存在时塿土对四环素的吸附速率有所增加.在25℃,pH=7的条件下,塿土对四环素的吸附等温线数据更符合Langmuir模型,单一及复合污染条件下,塿土对四环素的最大吸附量分别为37.66 mmol·kg-1和34.90 mmol·kg-1.此外,pH值对于塿土吸附四环素的影响较大,当溶液pH＜5时,四环素的吸附量随着pH的升高而减小,当5＜pH＜7时,四环素的吸附量随着pH的升高而增大,当pH＞7时,则又随着pH的升高而减小.