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磺胺嘧啶(SD)作为磺胺类抗生素的一种,由于其具有较强的抗细菌作用而被广泛的使用,从而残留在土壤和水体中。环境中的抗生素会使细菌产生耐药性,将给人类的健康造成巨大的影响。本文通过研究铁氧化物(α—FeOOH)/草酸/UVA体系降解SD,进一步了解SD在环境中的降解。实验结果如下:
(1)在铁氧化物(α—FeOOH)/草酸/UVA体系光化学反应降解SD的反应中,铁氧化物通过吸附草酸而与草酸发生络合反应并进一步生成具有强氧化性的羟基自由基(OH),且通过对SD的吸附而达到降解SD的作用。结果显示,α—FeOOH对SD的吸附符合Freundlich等温吸附模式,对草酸的吸附符合Langmuir等温吸附模式。
(2)只有在铁氧化物、草酸及光照条件同时满足的条件下才能有效地降解SD,且在四种铁氧化物(α—FeOOH、γ—FeOOH、α—Fe2O3、γ—Fe2O3)中,α—FeOOH的效果最好。SD的光化学降解还受初始草酸浓度、反应温度、初始pH值的影响。结果显示,在光照条件及室温(30℃)条件下,当初始草酸浓度为4.0 mmol/L、初始pH=3.5时,SD的降解效果最好。
(3)在研究Cu2+及腐殖酸对SD的光化学降解反应的影响中,Cu2+及腐殖酸的加入抑制了SD的光化学降解,且浓度越高,抑制效果越明显。
(4)本实验通过高效液相色谱仪(HPLC)、离子色谱仪(IC)、高效液相色谱—质谱联用仪(HPLC/MS)、气相色谱—质谱联用仪(GC/MS)等分析仪器监测出5种SD光降解的中间产物,并提出了SD光降解的可能降解路径。并通过对有机硫和有机氮矿化的测定,发现在铁氧化物/草酸/UVA体系中,磺酰胺基(—SO2NH—)比其它化学键更容易断裂。另外,通过BIOLOG分析结果显示,对SD光降解后,明显降低了对微生物的毒性作用。可见,铁氧化物(α—FeOOH)/草酸/UVA体系光化学反应降解SD可有效解决环境中SD的残留问题。