芦苇生物炭去除水中磺胺的研究开题报告
2021-12-23 21:21:39
全文总字数:4246字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
磺胺类抗生素作为我国目前运用最为广泛的抗生素之一,在医疗卫生领域、畜牧业及水产养殖业中应用非常广泛,在促进畜牧业发展和保障人类健康起到了重要作用。但是磺胺类抗生素利用率低,绝大多是会被人体或者动物排入到环境之中[1],从而引起环境的污染,破坏环境中的生物链。磺胺类抗生素进入人体后会在人体内残留、蓄积,破坏人体造血系统,造成溶血性贫血症,磺胺二甲嘧啶等甚至有引起潜在致癌的可能[2].鉴于磺胺类抗生素大量的运用以及对生物,环境的危害,所以对于环境中的磺胺类抗生素的去除显得更加重要。磺胺类抗生素在水环境中难以降解,半衰期长[3].磺胺类抗生素目前的处理方法有生物处理法,物化处理法等,其中吸附法作为成本低,能耗低,无副产物的一种去除方法,是一种性价比很高的吸附抗生素的方法。谢胜等[4] 研究了三种磺胺类抗生素在活性炭表面的吸附行为,均具有一定的吸附能力,所以使用生物炭也是值得一试的方法。
芦苇是典型的湿地植物,地上生物量很大,但是由于目前缺乏经济有效的资源化利用技术,导致不能及时去除湿地系统中的芦苇,任其自然腐烂分解,污染物及营养物质又被释放到湿地系统中,造成二次污染[5]。所以将芦苇制成生物炭,不仅可以变废为宝,减少芦苇腐烂后对于环境的污染,而且芦苇生物炭对于水中有机物的吸附具有一定的效果[6],所以使用芦苇生物炭作为吸附剂,对水中的磺胺类抗生素进行静态吸附实验,探究其吸附效果和机制。
国内外研究现状
国内外的研究表明,环境中磺胺类抗生素的残留十分普遍,多个国家的城市污水(污水厂的进出水)、地下水、地表水、养殖废水等环境水体及土壤、沉积物等固体介质中均检测出不同浓度的抗生素.根据国内外不同环境介质中检测到的磺胺类抗生素种类及浓度。可以看出,不同水体中磺胺类抗生素浓度水平为ng/l-μg/l级。与水环境的广泛残留相比,磺胺类抗生素在土壤和沉积物中的报道相对较少,动物粪便作为肥料施用于农田后,代谢不完全的抗生素会残留在土壤中造成污染。兽药抗生素及医用抗生素的长期使用,可诱导环境微生物产生args,一旦微生物具有了这种args,它们能通过水平转移在相同或不同种细菌之间进行传播,并在不同环境介质中发生扩散。目前,环境中aRgs 的迁移转化规律的研究还不够系统,已有研究表明,具有args的肠道细菌残留在禽畜粪便中,可通过粪便施肥传播给土壤土著细菌。人类活动对args的产生和传播有较大的影响,通过水和食物等传播途径,人类与动物、细菌和环境之间可形成抗生素耐受基因的生态传播链,并导致人体内细菌与环境细菌发生基因交换。[7]
2. 研究的基本内容
使用芦苇烧制的生物炭对磺胺溶液进行静态吸附的实验,研究使用芦苇生物炭对于磺胺类抗生素的最佳投加量,最佳PH以及最佳的磺胺初始浓度。
通过实验得出以上各最佳状态,并在各最佳条件下,进行动力学实验和等温吸附实验,进一步探究芦苇生物炭对磺胺类抗生素的吸附机理。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实验方案:
1.使用废弃的芦苇秸秆制取芦苇生物炭。
2.分别配置不同浓度的磺胺溶液,使用紫外分光光度计测定吸光度,绘制磺胺的标准曲线。
4. 参考文献
[1]王健,贲伟伟,强志民,等.我国养猪业废弃物中四环素类、磺胺类抗生素及相关抗性基因污染研究进展[j].生态毒理学报, 2015(05):2-10.
[2] sherri b.t.,austin r. l.( 美).动物源性食品中药物残留分析方法.天津: 天津科技翻译出版公司,1999.
[3] biak-bielińska a, stolte s, matzke m,et al..hydrolysis of sulphonamides in aqueous solutions[j].journal of hazardous materials, 2012,221-222:264-274.