【摘 要】
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为了预防和治疗水产养殖生物疾病或促进养殖生物的生长,抗生素被广泛使用。由于抗生素的用药剂量和频率的增加,导致养殖区及其邻近水域积累了大量的抗生素。环境中的抗生素会对人体健康和生态系统造成危害,而环境中残留的抗生素约有65.8%存在于养殖尾水中。因此,亟需对养殖尾水中的抗生素进行处理以满足海水养殖产业可持续发展的需求。现有的养殖尾水处理的方法,存在种种缺憾而不能高效去除存在于尾水中的抗生素。高级氧化
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为了预防和治疗水产养殖生物疾病或促进养殖生物的生长,抗生素被广泛使用。由于抗生素的用药剂量和频率的增加,导致养殖区及其邻近水域积累了大量的抗生素。环境中的抗生素会对人体健康和生态系统造成危害,而环境中残留的抗生素约有65.8%存在于养殖尾水中。因此,亟需对养殖尾水中的抗生素进行处理以满足海水养殖产业可持续发展的需求。现有的养殖尾水处理的方法,存在种种缺憾而不能高效去除存在于尾水中的抗生素。高级氧化法(Advanced Oxidation Processes,AOPs)处理淡水体系中的抗生素的效果好,但海水养殖尾水的pH、盐度显著不同于淡水,因此,AOPs能否高效迅速去除海水养殖尾水中抗生素,尚不得知。此外,AOPs处理养殖尾水的生态风险怎样?也并不清楚。为解决上述问题,选择去除速度快、效率高的AOPs对含土霉素(Oxytetracycline,OTC)的海水养殖尾水进行处理,并评估处理方法的生态风险。本研究采用均匀实验设计,选用AOPs(过硫酸钠/水合氧化铁,PDS/HFO)处理海水养殖尾水中的OTC;然后对处理后的尾水进行生态毒性评价,研究其直排的生态风险;最后再对处理后的尾水进行曝气处理,研究其再循环利用的生态风险。研究发现:(1)AOPs对海水养殖尾水中OTC的去除率(Y1,%)和反应体系因素的关系为Y1=-0.09±0.08+7.61×10-5±0.00X2X5+0.14±0.03X4-0.01±0.00X42(p<0.05),即反应时间(X2)、PDS添加量(X4)和反应温度(X5)对海水养殖尾水中OTC的去除率有影响,而OTC初始浓度和PDS与HFO之间的摩尔比对OTC的去除率无影响。OTC的平均去除率为61.25±27.14%,最大去除率为 99.40%。(2)如果处理后的养殖尾水直排,AOPs处理海水养殖尾水中的OTC的风险是可接受的。24个处理组中AOPs处理OTC尾水对小新月菱形藻(Nitzschia closterium f.minutissima)的生态毒性呈现明显差异。其中,15组处理后的尾水中微藻的生长率大于对照组的生长率(p<0.05),9组处理后的尾水对微藻的生长率影响不显著(p>0.05);有2组显著抑制微藻的叶绿素a含量(p<0.05),有4组显著提升微藻的叶绿素a含量(p<0.05);2组显著抑制微藻的类胡萝卜素含量(p<0.05),10组显著提升微藻的类胡萝卜素含量(p<0.05)。(3)分别对经 AOPs(0.4 mmol/LPDS 和 0.13 mol/L HFO)处理的含 3 mg/L 的 OTC养殖尾水曝气处理24和48h,对许氏平鲉(Sebastodes schlegeli)幼鱼进行96h急性毒性实验。研究发现,暴露于曝气处理24h的AOPs处理的含OTC的养殖尾水中的许氏平鲉幼鱼的肝脏T-AOC活性显著高于对照组(p<0.05),肝脏的POD、GST、GR、ACP、HSP70和肠道脂肪酶活性与对照组之间没有差异(p>0.05);暴露于曝气处理48h的AOPs处理的含OTC的养殖尾水中的许氏平鲉幼鱼的肝脏T-AOC活性显著高于对照组(p<0.05),肝脏的 SOD、CAT、POD、GST、GR、ACP、AKP、HSP70、脂肪酶、蛋白酶,肠道淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和胃蛋白酶活性与对照组之间没有差异(p>0.05)。因此,在不调节pH的情况下,AOPs可以实现对养殖尾水中的OTC进行有效去除;AOPs处理的尾水不会影响微藻的生长,但是会提升或者降低微藻的色素含量;曝气处理可以降低经AOPs处理后尾水的生态毒性。本研究结果有助于建立海水养殖尾水中OTC去除技术体系,降低海洋污染负荷。
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