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近年来,由于抗生素频繁使用并不断向环境中排放,造成水体普遍污染。尽管抗生素在水环境中的浓度较低,但其对细菌产生的耐药性,以及对环境生态和人类健康的产生的危害是巨大的,其残留问题已引起人们的广泛关注。因此,研究水体中抗生素的降解具有重要的意义。 高级氧化降解技术一直是环境污染控制领域中的研究热点之一,其中超声波降解水中有机污染物得到越来越多的关注。本文利用超声波技术,开展了以下工作: (1)研究了氯甲烷(包括CH2Cl2、CHCl3、CCl4)对抗生素左旋氧氟沙星的超声降解规律。考察了氯甲烷对左旋氧氟沙星超声降解及TOC去除的影响,并采用HPLC/MS/MS对超声降解产物进行了分析。详细探讨了影响超声降解左氧氟沙星效率的因素:氯甲烷添加量、超声功率、溶液pH值、左氧氟沙星添加量及自由基清除剂。CCl4对左氧氟沙星的超声降解效率与单独超声相比具有明显的协同作用。取反应液100ml,超声功率在195W,CCl4添加量在0.3mL,pH=7.16,超声35min,降解率达到61.511%。pH值对左旋氧氟沙星的超声降解影响很大;CCl4添加量一定时,左旋氧氟沙星的超声降解率随其初始浓度的增加而降低。随着异丙醇添加量的增加左氧氟沙星的降解率大大减小。结果表明,超声降解过程中起主要作用的是氯自由基。利用响应面优化试验设计方法对CCl4增强超声降解左旋氧氟沙星模拟废水的影响因素进行探讨和分析,考察了溶液初始pH值、超声功率、左旋氧氟沙星初始浓度的影响。应用Box-Behnken中心组合设计可得到一个二次多项式数学模型,确定了US/CCl4降解左旋氧氟沙星的优化条件:初始pH值6.8,超声功率189W,左旋氧氟沙星初始浓度为5mg/L时,左旋氧氟沙星的去除率达到最大82.99%。 (2)与单独超声、H2O2氧化相比,超声/H2O2能够有效催化降解左氧氟沙星,H2O2添加量在3.0-20.0mmol·L-1范围,左氧氟沙星的降解率随H2O2添加量的增加而增加,240mm降解率达到91.25%.HPLC分析发现降解过程主要有2个产物生成,产物的生成和分布受体系pH的影响较大;US/H2O2/Fe3O4MNPs能够明显提高左氧氟沙星的降解率,超声反应150min,降解率可以达到99%,同时可以在很宽的pH范围(2.00-9.00)提高左氧氟沙星的降解率;同时研究了US/H2O2/K2S2O8联用技术对左旋氧氟沙星进行降解,同前面章节类似,探讨了反应的影响因素,并对超声产物进行了初步的分析。 本研究结果对喹诺酮类抗生素的降解具有一定的参考价值,为水体中难降解有机物的去除奠定了一定的基础。