硫酸根自由基高级氧化技术降解土壤中抗生素的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

抗生素的环境污染和生态毒性近年来已经引起了国内外的极大关注。资料表明，抗生素在我国许多地区的污染相当严重，我国不同地区土壤中抗生素残留水平存在差异^[1]。据有关报道表明，世界磺胺类药物主要由我国生产，并且产量在持续增长，上世纪90年代中期，我国磺胺类药物产量就己经突破1万t，2003年产量更是突破2万t。李彦文等^[2]在珠三角地区4种不同类型菜地土壤中测定磺胺甲恶唑（sulfamethoxazole，简称smz）的含量范围为19.52~36.74μgkg^-1。

根据baguer a j、rooklidge s j、yang q x和kuhn i^[3-6]等人的研究，环境中抗生素残留会诱导微生物耐药性的产生，改变土壤微生物的多样性和相应功能，抑制微生物、动物、植物的生长发育以及间接影响土壤肥力和养分循环。抗生素可通过食物链传输进入人体，尤其是一些难降解、易吸附的种类。长期食用被抗生素污染的农作物和有机蔬菜会对人体健康产生潜在的危害。根据庄珍珍^[7]的研究，磺胺甲恶唑（smz）的危害主要是对人类的危害。人如果长期服用smz，或是长期饮用smz的污染饮用水，会使人体内的正常的菌群紊乱，从而表现出抗药性或是过敏症状，对临床治疗的影响可想而知。而且长期服用该类抗生素，在人体内积累到一定程度，对肾脏也会有一定损坏，引起尿和造血系统失调。而且smz在人或动物体内不能完全被人体吸收转化，被吸收转化为无害物质的只有很小的一部分，剩余的很大部分则是直接通过本体或间接产物的形式排出体外。这些排泄物进入环境生态系统，或是进入地下水系统，或对土壤产生污染，通过食物链的传递作用，最终进入人体，也会危害人体健康。由此可见，smz污染情况比较普遍，危害比较严重，亟需高效的修复措施。

高级氧化技术(advanced oxidationprocess，简称aops)是一种能有效降解难降解有机污染物的水处理技术^[8]。与直接利用传统氧化剂的常规氧化技术不同，高级氧化技术(aops)是一种基于生成中间自由基，羟基自由基(oh)和硫酸根自由基(so₄^一)等自由基的氧化方法，与传统氧化剂相比，中间自由基具有极强的活性和更低的选择性，它们的标准氧化电位更高，能有效氧化难降解的抗生素类污染物^[9-10]。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标：

1. 优化土壤中抗生素smz的提取方法

2. 利用硫酸根自由基高级氧化技术降解土壤中抗生素smz，并优化降解smz的最适条件

3. 研究的方法与方案

研究方法：

硫酸根自由基高级氧化技术

实验材料:1200高效液相色谱仪(美国agilent公司)，配自动进样器；磺胺甲恶唑（smz）标准品购自sigma公司，纯度大于98%；甲醇和乙腈（色谱纯，南京寿德有限公司）；磷酸、磷酸二氢钠、乙二胺四乙酸二钠（edta na₂）、柠檬酸、磷酸氢二钠、甲酸、盐酸等为分析纯。

4. 研究创新点

硫酸根高级氧化技术之前多用于降解水体中的抗生素与土壤中的多环芳烃，本实验是尝试将该法运用于降解土壤中的抗生素污染，具有新意。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展：

2016.082016.09 采样

2016.102016.11 阅读文献，确定研究方向