围剿水体残留抗生素 低温等离子体技术“放大招”

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  抗生素是世界上用量最大、使用最广泛的药物之一。我国每年有成千上万吨的抗生素类药物被用于畜禽养殖业和人类医疗中。

  现在大伙儿知道,多数抗生素类药物在人和动物机体内全是不能被全部代谢,会以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外。而被排出体外后的抗生素代谢物仍然具有生物活性,还能在环境中进一步形成母体。咋样降解外理水体中的抗生素,已成为环保治理之殇。

  日前,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物所黄青研究员课题组与安徽华丰环保节能科技有限公司(以下简称华丰环保)合作最好的土方式最好的土方式,研发了低温等离子体废水外理技术,利用自行研制的医疗废水外理一体机产生臭氧,对喹诺酮类抗生素为代表的诺氟沙星进行降解外理。这名外理技术简便易行、成本较低且一般不要 产生二次污染,目前已成功应用于40多个污水外理案例。

  与此同时,大伙儿还利用表皮增强拉曼光谱分析降解产物,研究了其降解诺氟沙星的数率单位及机理,相关研究成果发表在国际环境领域类专业期刊《光化层(Chemosphere)》上。

  无从借鉴,须从基础研究发端

  “制药工业、养殖业及医院排放的污废水,其成分非常复杂,不仅包括各种难降解有机物、各类细菌和病毒,还中有 几滴 的抗生素。哪此中有 抗生素的废水,一旦不经外理不可能 外理不达标排放至环境水体中,就会造成细菌耐药性增强,严重影响生态平衡,同时对人体健康造成潜在威胁和风险。”在黄青研究员看来,研发新的既绿色环保又高效的抗生素废水外理技术和设备迫在眉睫。

  黄青告诉科技日报记者,等离子体是继固态、液态、气态事先的物质第四态,人工取得的最好的土方式是1个 电极之间外加高电压,当达到击穿电压时汽体分子被电离产生的混合汽体可是等离子体。实在放电过程中电子温度很高,但重离子温度很低,整个体系呈现低温情况汇报,可是称为低温等离子体。

  “在特定的条件下大伙儿利用低温等离子体,都后能 对抗生素起到较好的分解效果。”黄青说,不可能 低温等离子体局部带电,可是 局部有氧化性、还原性,利用这名型态都后能 对环境污染进行治理。

  早在10年前,黄青已在美国研究低温等离子体对水体的作用这名课题,通过研究他发现了低温等离子体都后能 杀灭蓝藻并降解藻毒素,这名研究成果可是被国内外媒体广泛报道。1个 偶然的不可能 ,黄青了解到国内水体抗生素超标严重,都后能 用低温等离子体来降解抗生素、为水环境治理做点事呢?

  不可能 低温等离子体作用最好的土方式和产生物质的成分复杂,要做成不能使用的技术,一切都无从借鉴,都后能 从基础的研发始于起步。

  “严格来说,从原理到技术,大伙儿开展等离子体外理污染物的研究不可能 超过10年了。从30008年起,你都后能 带领课题组开展利用等离子体产生各种活性成分以及对各种分子作用机制的研究。大伙儿从2016年始于和合作最好的土方式最好的土方式最好的土方式,研发有关水体有机污染物外理的等离子体技术,这名阶段全是三、四年了。”黄青告诉记者,大伙儿提出了利用低温等离子体技术外理降解诺氟沙星的方案,可是 发现外理过程中臭氧降解作用效果明显。为此,大伙儿还进一步研究了臭氧对诺氟沙星的降解机理。目前发现,低温等离子体对分解水中常见的抗生素如诺氟沙星、土霉素、四环素、金霉素、强力霉素等均有较好效果。

  此前,将低温等离子体技术应用于水污染治理,国内外仅有高校和科研机构进行小试阶段的报道。“但做出成套设备早熟是什么是什么期期期 图片 应用于多个水污染治理项目,大伙儿和合作最好的土方式最好的土方式企业都后能 说是走在了前列。”黄青说。

  通力合作最好的土方式最好的土方式,新产品中含大潜力

  “这项技术从研发到转化成产品,一路走来克服了多重困难。”黄青告诉记者,不可能 等离子体作用最好的土方式和机理复杂,对于不同物质外理的作用最好的土方式和机理不可能 全是所不同,可是都后能 开展机理方面的基础研究。“而这对于企业而言,风险和周期长是难能可贵的。”黄青说,产品研发过程中,哪此实验室容易攻克的什么的什么的问题 ,在变成产品时却难以绕开。低温等离子体是有一种 高级氧化技术,可是 ,在适当条件下,它的作用既有氧化性又有还原性,针对不同物质的外理,都后能 研究各种作用最好的土方式和相关机理。在实用性方面,既要考虑和外理能耗什么的什么的问题 ,又要做成产品推向实用,可是 ,技术成果的转化都后能 和合作最好的土方式最好的土方式最好的土方式。

  “在成果转化的过程中,大伙儿的合作最好的土方式最好的土方式企业华丰环保给予了大力支持,外理了产品开发中的或多或少什么的什么的问题 。”黄青说,有点硬是研发具体仪器产品的阶段,合作最好的土方式最好的土方式企业不能发挥产品生产的优势,多方面助力,与研究团队相向而行,使得诸多困难得以克服,取得了现在的成果。

  “这项技术主要优点是不需上加任何药剂、一般不要 造成二次污染、简便易行、成本较低,可是 它还是有一种 复合外理技术,有外理多种物质的能力和潜力。”黄青表示,该技术的分解数率单位取决于抗生素残留的初始浓度和作用时间,根据情况汇报取舍条件,一般达到70%—90%即可;在一般情况汇报下适当使用该技术,不要 产生二次污染和环境危害。“可是 成本不高,设备成本跟传统水外理设备相比差不要 ,甚至都后能 略低或多或少,运营成本则比传统水外理设备都后能 低20%—300%,一般企业都能负担得起。”

  推广应用,水体层流手术室 度将提高

  黄青告诉记者,抗生素主要有三大来源:医疗废水、养殖废水和抗生素制药企业的废水。研究团队与企业同时研发的“等离子体污水外理一体机”目前不可能 面市,对降解医疗废水、养殖废水、抗生素制药企业废水、生活污水等水体抗生素都取得了较好的效果。“等离子体生物技术”已入选《安徽省水污染物防治技术指导目录》。

  “这项技术成果主要推广应用的是医疗废水外理领域,如合肥市20多家医院、六安市20多家医院、宿州市5家医院,共计40多家医院的医疗废水外理工程均采用了本技术。”黄青说,从掌握的运行数据看,出水达标排放,运营稳定。

  “目前,美国和欧洲的水体抗生素残留值低于3000纳克每升,而我国东南部可是地区水体的抗生素残留值不可能 超过3000纳克每升。”黄青说,随着这项技术的推广应用,再与限制使用抗生素等最好的土方式进行配合,将都后能 大大降低未来环境中的抗生素残留,有望在5—10年时间,将我国水体抗生素残留值降到欧美发达国家目前的水平。(记者 吴长锋)

[ 责编:赵宇豪 ]

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