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摘 要

氧氟沙星(OFX)是喹诺酮类抗菌药中的第三代，对于多种细菌具有较好的抗菌作用，并且作用效果强。但由于大量使用，导致大量抗生素未经处理直接排放到各类水体，造成环境污染，危害水生动物植物，最终危害人体健康。

轮胎活性炭成本低，吸附效果好，是一种具有研究价值和使用价值的新型吸附剂。在条件允许的情况下，用轮胎活性炭代替活性炭使用，可以大大节约成本。

本实验研究分析了中性水环境中轮胎活性炭对OFX的吸附行为，并将实验数据用动力学和热力学模型进行检验，实验结果显示，氧氟沙星浓度越高，轮胎活性炭对其的吸附量越大，吸附效率越低；轮胎活性炭投加量越大，吸附能力越强；经过检验，实验数据符合准二级的动力学模型和吸附热力学模型。

关键词：轮胎活性炭；氧氟沙星；吸附热力学；吸附动力学

Adsorption Behavior of Ofloxacin by Tire Activated Carbon in Neutral Water

Abstract

Ofloxacin (OFX) is the third-generation quinolone antibiotic with broad-spectrum antibacterial effect and strong antibacterial effect. However, due to the large amount of use, a large number of antibiotics are directly discharged into various water bodies without treatment, causing environmental pollution, harming aquatic animal plants, and ultimately causing harm to human health.

The low cost of tire activated carbon and good adsorption effect is a new type of adsorbent with research value and use value. When conditions permit, the use of tire activated carbon instead of activated carbon can greatly save costs.

This experimental study analyzed the adsorption behavior of ofloxacin by tire activated carbon in a neutral water environment, and used kinetic and thermodynamic models to test the data. The experimental results showed that the higher the concentration of ofloxacin, the more active The larger the adsorption amount, the lower the adsorption efficiency; the larger the amount of tire activated carbon, the stronger the adsorption capacity; after testing, the experimental data conforms to the quasi-second-level kinetic model and adsorption thermodynamic model.

Keywords: tire activated carbon; ofloxacin; adsorption thermodynamics; adsorption kinetics

目录

摘 要 I

Abstract II

1、 绪论 1

1.1、研究背景 1

1.2、研究内容 1

1.3、目的和意义 1

1.4、文献综述 2

1.4.1、氧氟沙星的性质 2

1.4.2、氧氟沙星污染的来源 2

1.4.3、氧氟沙星污染现状与危害 4

1.4.4、氧氟沙星的处理技术 4

2、实验部分 6

2.1、实验目的与参数设置 6

2.2、实验试剂与实验仪器 6

2.3、实验溶液的配制 6

2.4、实验分析方法 7

2.5、实验步骤 8

3、结果与讨论 9

3.1、轮胎活性炭对氧氟沙星的吸附行为 9

3.2、吸附动力学分析 11

3.2.1、准一级动力学分析 11

3.2.2、准二级动力学 14

3.3、吸附热力学分析 16

4、结论与展望 19

参考文献 20

致谢 22

附录 23

绪论

1.1、研究背景

目前抗生素的使用已经深入我们人类生活保健和养殖产业的方方面面。氧氟沙星(OFX)是喹诺酮类抗菌药中的第三代，对于多种细菌具有较好的抗菌作用，并且作用效果强^[1]。目前为中国使用率排行前五的抗生素之一^[2]。但由于大量使用抗生素，导致大量未经处理的抗生素直接排放到各类废水中，进而排放到各类水体，造成环境污染，危害水生动物植物，最终对人体健康产生危害。

因此，寻找合适的处理方法对其进行处置，已成为刻不容缓的热点环保研究课题。现如今对于水体中的氧氟沙星的处理，一般采用活性炭吸附法。

随着经济的发展，汽车行业发展壮大，家用汽车的数量日益增多，由此衍生出更多的环境污染，由于废旧轮胎不断产生，对其的处理已成为第二个困扰人类的环境问题。若对其进行焚烧，将会产生大量SO₂、NO_x和炭黑等有害物质^[3]，若采用填埋处理，废旧轮胎很难被降解，同时会占用大量的填埋空间。我国对其处理一般采取回收再利用的方式，将其按一定方法处理后，可以制备活性炭，这种活性炭吸附性能强，是废旧轮胎综合利用的常用方法之一^[4]。可以以此生产出更低成本的活性炭。

1.2、研究内容

中性水环境是环境中氧氟沙星存在的一个环境，为进一步研究轮胎活性炭对中性水环境中的氧氟沙星的吸附行为，确定最合适的吸附配比，合理有效的最大限度利用资源，以此节约成本。本次研究以氧氟沙星浓度为研究对象，通过设置适当的浓度梯度，在其他条件因素适宜且保持不变的条件下，通过实验测量出轮胎活性炭对不同浓度氧氟沙星的吸附值，通过数学模型拟合出吸附曲线，确定最适合的吸附浓度。

1.3、目的和意义

抗生素是由微生物细胞代谢生产出的次级代谢物，广泛应用于人类保健、家禽养殖、水产养殖和畜牧业等领域，对人类生活以及社会生产提供很多便利，做出很大贡献^[5]。但由于抗生素的大量使用与滥用，严重污染了生态环境和生态系统，这些污染问题慢慢被人们重视起来。通过综合数据分析，目前全球抗生素产量和使用量大幅增长，我国抗生素的年使用量约占世界的一半，由此产生的污染物排放到水体，给人类的健康构成巨大威胁^[6]。寻找出合理高效的处理方式，研究出高效的处理技术，对于人类的健康，环境的保护，自然生态的健康发展，有着重要作用与意义。

1.4、文献综述

1.4.1、氧氟沙星的性质

氧氟沙星属于喹诺酮类抗生素，通过抑制 DNA 螺旋酶的作用，从而干扰 DNA 超螺旋结构的结旋，阻碍DNA的复制和合成，导致细菌死亡，抗菌活性较强，生物利用度较高^[7]。

氧氟沙星分子式：C₁₈H₂₀FN₃O₄，分子量：361.36800^[1]。如图4-1。

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