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科學(xué)島團(tuán)隊(duì)在利用低溫等離子體技術(shù)處理抗生素研究方面取得進(jìn)展 焦點(diǎn)

時(shí)間：2023-05-06 10:42:57    來源：科普中國網(wǎng)    


(資料圖)

近期，中科院合肥物質(zhì)院智能所黃青研究員課題組在利用低溫等離子體技術(shù)處理抗生素研究中取得重要進(jìn)展，研究成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域著名期刊Journal of Hazardous Materials上。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，抗生素類藥品生產(chǎn)和使用量也迅速增加?？股刈鳛橐环N新型污染物，被大量使用并排放到環(huán)境水體中，這對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在威脅。如何處理廢水中抗生素是一個(gè)亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。

針對這種情況，課題組科研人員提出低溫大氣壓等離子體射流（CAPJ）聯(lián)合應(yīng)用等離子體活化水（PAW）處理抗生素混合物的新方案，并闡明相關(guān)機(jī)制。研究人員以處理諾氟沙星和氯霉素為例，比較了處理單一抗生素和處理混合抗生素的效果，優(yōu)化了處理?xiàng)l件和方案。研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)條件下處理混合抗生素的效率高于處理單一抗生素的效率，如利用等離子體分解氯霉素可產(chǎn)生活性氯進(jìn)而提高對諾氟沙星處理效率。在機(jī)理方面，科研人員研究了等離子體產(chǎn)生的RONS并證實(shí)其在諾氟沙星和氯霉素降解中的作用，特別說明處理體系中1O2的來源及作用途徑，展示了如何利用空氣放電射流及PAW提高抗生素去除率。此外，科研人員還評估了等離子體處理抗生素的生物毒性，驗(yàn)證了降解產(chǎn)物的生態(tài)安全性。這項(xiàng)研究為等離子體處理多種抗生素污染廢水技術(shù)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。

低溫等離子技術(shù)可去除環(huán)境中各種污染物，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)悉，黃青研究員課題組圍繞利用低溫等離子技術(shù)解決水污染問題進(jìn)行了較為系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，先后對重金屬、藻毒素、染料、有機(jī)磷農(nóng)藥和抗生素等有機(jī)污染物處理并開展相關(guān)機(jī)理研究。近兩年，團(tuán)隊(duì)在抗生素研究方面取得了系列進(jìn)展，例如，研究了低溫等離子體處理單一抗生素的效果和機(jī)理，如：利用介電阻擋放電（DBD）等離子體處理喹諾酮類抗生素諾氟沙星、以及四環(huán)素類抗生素等；利用和探索低溫等離子體處理混合抗生素左氧氟沙星和磺胺嘧啶的效果和機(jī)理等。此外，他們還探索研究了低溫等離子體對其它有機(jī)污染物如甲基對硫磷的脫毒處理效果及相關(guān)機(jī)制。

這些工作拓展了低溫等離子體技術(shù)在農(nóng)業(yè)及環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用。該項(xiàng)研究工作得到安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助支持。

圖1 利用低溫等離子處理諾氟沙星和氯霉素混合物的示意圖

圖2 利用低溫等離子處理諾氟沙星和氯霉素混合物的降解效率的比較

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