專利名稱：一種降解水中強力霉素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種降解水體中強力霉素的方法。
技術(shù)背景強力霉素(Doxycydine，又稱脫氧土霉素)，是四環(huán)素類的廣譜抗菌藥， 它是由土霉素加成的一種長效廣譜的半合成四環(huán)素類抗生素，是四環(huán)素類 的廣譜抗菌藥。強力霉素為淡黃色結(jié)晶粉末，其分子量為462.46;無臭， 味苦。溶解情況溶于水、甲醇，微溶于乙醇、丙酮，不溶于乙醚、氯仿、 苯。室溫下穩(wěn)定，遇光色漸變暗。強力霉素抑制微生物的機(jī)理在于其主要與微生物的30S小亞基A位 結(jié)合，進(jìn)而干擾氨基酰tRNA與30S小亞基結(jié)合，使氨基酰tRNA不能進(jìn)入 mRNA上的受位，抑制了蛋白質(zhì)合成時肽鏈的延長；此外其還可以阻止已 合成的蛋臺質(zhì)肽鏈釋放；強力霉素對70S核蛋白體的作用更為敏感，因此, 強力素能夠選擇性抑制敏感微生物。強力霉素對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰 性菌、螺旋體、立克次實體、支原體、衣原體、原蟲等具有較強的抑制作 用，因此其廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、飼料添加劑等。主要用于治療治療固紫染色 陽性球菌和陰性桿菌的感染，也可用于斑疹傷寒，恙蟲病等立克次體的感 染，對阿米巴痢疾及肺炎療效較好，也可用于抗腫瘤的治療。其作為飼料 藥物添加劑廣泛應(yīng)用于畜禽的大腸桿菌病、沙門氏菌病、霉形體病和鸚鵡 熱等，對家禽的細(xì)菌與霉形體混合感染，亦有較好療效。有資料顯示我國 是世界上強力霉素產(chǎn)量最大的國家之一，強力霉素年產(chǎn)量在4、 5萬噸左右。 但目前對于含強力霉素藥物的廢水排放及處理重視程度明顯不夠。相關(guān)行 業(yè)目前普遍存在著較為嚴(yán)重的藥物濫用情況，從而致使相當(dāng)數(shù)量的抗生素 排入土壤和水體環(huán)境中，研究表明抗生素主要隨糞便和尿液等代謝物以原 形直接進(jìn)入環(huán)境中。許多調(diào)査表明在世界許多地區(qū)的土壤和水體中都監(jiān)測 到較高濃度的強力霉素。由于強力霉素對眾多細(xì)菌具有較強的抑制作用， 因此其殘留物進(jìn)入環(huán)境后會極大影響環(huán)境中原有微生物的生長和平衡，顯著降低環(huán)境中原有微生物群落的多樣性，破壞其生態(tài)系統(tǒng)的平衡，使一些 濕地和污水處理設(shè)施系統(tǒng)功能迅速退化。同時，大量強力霉素在環(huán)境中存 在，必然容易誘導(dǎo)出耐藥菌株，從而大大降低藥物的療效，增加人類患病 的幾率。此外，強力霉素隨著水、食物等途徑進(jìn)入人體，容易在人體內(nèi)富 集，出現(xiàn)肝損傷，肌肉酸痛、過敏、致胎畸等嚴(yán)重后果。目前各國一般還沒有制定強制性的飲用水中強力霉素含量標(biāo)準(zhǔn)，已有的一些限量規(guī)定也多集中于食品。 一些常規(guī)的污水處理手段例如曝氣和03可短暫降低水體中強力霉素的含量，但卻并未根本改變強力霉素的化學(xué)結(jié) 構(gòu)，處理完后強力霉素結(jié)構(gòu)又可恢復(fù)，出水中依然含有較高量的強力霉素， 沒有起到真正降解的效果。 一般水處理工藝的混凝、沉淀、煮沸都不能破 壞它的毒性，而采用預(yù)投氯處理則會形成具有較強毒性的強力霉素多鹵代化合物，影響飲用水的安全?，F(xiàn)在常用的生物處理法(例如UASB， ABR) 處理周期長、且極易誘導(dǎo)出抗藥菌株，反而造成更大的潛在危害。水體消 毒中常使用的紫外處理法成本較大，且對處理設(shè)備要求較高，較難推廣。 由于目前的水處理方法存在著去除率低，處理成本高、處理時間長、操作 復(fù)雜、容易帶來二次污染、難以推廣應(yīng)用等諸多問題，因此提供一種成本 低、去除率高、易于操作、無二次污染的新的強力霉素處理方法，已成為 國內(nèi)外關(guān)注和研究的熱點。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有處理技術(shù)存在的問題，提供一種利用可見光 降解水體中強力霉素的方法，它具有不產(chǎn)生強毒性的副產(chǎn)物，危害性小， 處理成本低，既適合于水廠使用，也適合醫(yī)院醫(yī)藥廢水、養(yǎng)殖場廢水處理 使用，是一種高效節(jié)能型的水處理技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種降解水中強力霉素的方法，采用光強為7000 13000Lx的光對含 有強力霉素的水體進(jìn)行照射處理2.5 15h，將水體中的強力霉素降解。在含有強力霉素的水體中加入降解輔助藥品過氧化氫，可以進(jìn)一步促 進(jìn)強力霉素的降解；過氧化氫加入后水體中過氧化氫的含量為0.01 0.5%，優(yōu)選0.01 0.3%。本發(fā)明所采用的光的光強優(yōu)選為7000 10000Lx;照射處理時間優(yōu)選 為2,5 7h。經(jīng)過本發(fā)明處理的水體可用液相色譜在365nm處檢測強力霉素的含本發(fā)明可以降解水中含量小于等于40mg/L的強力霉素。 光源采用大功率氙燈釋放的強光，并采用玻璃濾去紫外線。 本發(fā)明中采用強光強的光7000 10000Lx (日?？梢姽鈴姸葹?00 300Lx)照射被處理的水，并在處理的水體中加入過氧化氫溶液，這對光 照降解效果具有促進(jìn)作用。在其它條件相同的情況下，過氧化氫濃度越高， 降解效率越高，處理效果越好。本發(fā)明中所講的水體主要指江河湖泊的自然水、水源地水、生活廢水、 生產(chǎn)廢水以及醫(yī)用廢水等。隨著人們對環(huán)境衛(wèi)生要求的日益提高，環(huán)境中 抗生素尤其是強力霉素污染日益引起人們廣泛的關(guān)注。研發(fā)一種新的便捷 高效的降解強力霉素的技術(shù)就顯得愈發(fā)的重要和迫切了，將可見光照射應(yīng) 用于此類物質(zhì)的處理就是在這種形勢下產(chǎn)生的。利用光催化技術(shù)對廢水進(jìn)行處理的研究已在國內(nèi)外進(jìn)行了較長時間， 研究表明光照對含有機(jī)物的廢水有很好的處理效果。而對于可見光應(yīng)用于 含強力霉素水體的處理目前國內(nèi)外相關(guān)報道很少。當(dāng)具有較高能量的可見光進(jìn)入水體后，能與水分子反應(yīng)產(chǎn)生活潑的 OH、 H-等自由基，這些自由基都是高活性物質(zhì)，能迅速與水體中的有機(jī) 物反應(yīng)，從而達(dá)到降解轉(zhuǎn)化有機(jī)物的目的。OH，是典型的氧化劑，其標(biāo)準(zhǔn) 氧化還原位高達(dá)2.80V，僅次于氟(2.87V)，是目前已知可在水處理中應(yīng) 用的最強的氧化劑，它作為反應(yīng)的中間產(chǎn)物，可誘發(fā)后面的鏈反應(yīng)，且 0&與水中絕大多數(shù)有機(jī)物的反應(yīng)速度常數(shù)均在108 101^—、—1數(shù)量級范 圍。在被處理水中添加過氧化氫，也可以迅速大量地產(chǎn)生OH.，從而對強 力霉素的降解起到很好的促進(jìn)作用。本方法處理后，強力霉素被降解成對 環(huán)境中微生物危害性低的一系列分子量較小的小分子物質(zhì)。同時可見光進(jìn) 入水體后也可使強力霉素發(fā)生氧化，形成顏色較深的酚類化合物，并使強 力霉素的特征發(fā)生紅移，特征吸收波長形成于可見光波段內(nèi)，從而進(jìn)一步促使強力霉素發(fā)生降解。與其它傳統(tǒng)處理方法相比，利用可見光配合過氧化氫處理強力霉素廢 水具有以下優(yōu)點反應(yīng)中產(chǎn)生的自由基OH'氧化性強并可誘發(fā)后面的鏈反 應(yīng)，并最終將其降解為二氧化碳、水和礦物鹽，不會產(chǎn)生二次污染；可見 光氧化下產(chǎn)生的紅移進(jìn)一步促進(jìn)了強力霉素的降解；可見光燈源易于購買， 且管理和使用方便；過氧化氫也是一種常見化合物，殘留的過氧化氫可分 解為水和氧，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，危害性小，反應(yīng)條件較為溫和， 處理成本低，既可適用于水廠使用，也適用于醫(yī)藥廢水、養(yǎng)殖廢水的處理， 是一種高效節(jié)能型的水處理技術(shù)。
具體實施方式
實施例l:含20mg/L的強力霉素的水體，采用光強為10000Lx的光照 射，照射5h，水體中強力霉素可達(dá)到75%以上的降解率。實施例2:在實施例1中的照射時間改為7h，對水體中的強力霉素可 達(dá)到90%以上的去除率。實施例3:在實施例1中，被處理水體中加入0.01%的過氧化氫，光照 射時間改為5h，水體中的強力霉素可達(dá)到90°/。以上的去除率。實施例4:在實施例1中，被處理水體中加入0.075。/。的過氧化氫，光 照時間改為5h，水體中強力霉素可達(dá)到95%以上的去除率。實施例5:在實施例1中，被處理水體中加入0.15%的過氧化氫，光照 時間改為4h，水體中強力霉素可達(dá)到99%以上的取出率。實施例6:在實施例1中，被處理水體中加入0.3%的過氧化氫，光照 時間改為2.5h，水體中強力霉素可達(dá)到100%的去除率。實施例7:含20mg/L的強力霉素的水體，采用光強為7000Lx的光照 射，照射12h，水體中強力霉素可達(dá)到75%以上的降解率。實施例8:含20mg/L的強力霉素的水體，采用光強為8000Lx的光照 射，照射7h，被處理水體中加入0.4%的過氧化氫，水體中強力霉素可達(dá)到 100%的降解率。
權(quán)利要求
1、一種降解水中強力霉素的方法，采用光強為7000～13000Lx的光對含有強力霉素的水體進(jìn)行照射處理2.5～15h，將水體中的強力霉素降解。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降解水體中強力霉素的方法，其特征在于 在含有強力霉素的水體中加入過氧化氫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降解水體中強力霉素的方法，其特征在于 過氧化氫加入后水體中過氧化氫的含量為0.01 0.5%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的降解水體中強力霉素的方法，其特征在于 過氧化氫加入后水體中過氧化氫的含量為0.01 0.3%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降解水體中強力霉素的方法，其特征在于 光強為7000 10000Lx。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降解水體中強力霉素的方法，其特征在于 照射處理時間為2.5 7h。
全文摘要
本發(fā)明系去除水體中強力霉素的方法，它涉及一種水處理領(lǐng)域，具體涉及一種去除水體中強力霉素的方法。本發(fā)明使用光強為7000～13000Lx的可見光照射被處理的水體2.5～15h，將水體中的強力霉素降解；添加降解輔助藥品過氧化氫可以達(dá)到更好的去除效果。由于光照設(shè)備易于購買，且使用和管理方便，過氧化氫也易于使用，因此采用此方法處理水中強力霉素成本較低，又無毒副作用，危害性小，既適合于水廠使用，又適合于醫(yī)院醫(yī)藥廢水、養(yǎng)殖場廢水處理的使用。
文檔編號C02F1/72GK101333012SQ20081002233
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者平 孟, 朱曉東, 李昌浩, 焦少俊, 王振祥 申請人:南京大學(xué);孟 平