β-內酰胺類抗生素臭氧氧化機理與降解途徑

敖蒙蒙，劉利，魏健，宋永會,，陳婷婷，熊兆錕，賴波，陳忠林

(1.遼寧大學 環境學院，沈陽 110036；2.中國環境科學研究院 水生態環境研究所，北京 100012；3. 海天水務集團股份公司，成都 610041；4. 四川大學 建筑與環境學院；中德水環境與健康研究中心，成都 610065)

自發現青霉素以來，β-內酰胺類抗生素被廣泛應用于醫學、生物學、生物化學、生命科學、農業等領域[1]。由于人或動物對抗生素消耗量大、代謝量小，大量β-內酰胺類抗生素通過人體后直接排放到環境中[2]。德國聯邦化學品安全委員會的一項研究表明，在超過50%的廢水和地表水樣本中檢測出最大濃度在ng/L范圍的β-內酰胺類抗生素[3]。盡管抗生素在環境中的殘留問題已經被廣泛關注，但其轉化產物(TPs)的產生也是一個緊迫的環境和公共衛生問題，Gozlan等[4]在水生環境中甚至在地下水中檢測到了阿莫西林的轉化產物。

目前，針對抗生素類污染物的處理方法有很多，包括生物法、物理法和化學法[5]。生物法去除抗生素類污染物的效果不理想[6]，物理法因成本和二次污染等問題而略顯不足[7]，因此，當前化學法中的高級氧化法(AOPs)是去除水體中抗生素類污染物的重要適用技術[8]。臭氧氧化技術是一項實用、高效的高級氧化技術，具有反應迅速、氧化效果好和無需添加化學試劑等優點，被廣泛地應用在微污染物處理方面[9-11]。臭氧作為一種強氧化劑，可選擇性攻擊廢水中不飽和有機物，在難降解廢水處理及廢水深度處理中廣泛應用[12]。在水溶液中，臭氧的不同存在形式決定了臭氧氧化有機污染物具有兩種不同途徑：1)臭氧分子的直接反應，主要是與含有不飽和鍵的分子如雙鍵、芳香環、雜環化合物等進行反應；……