磺胺嘧啶在紫外輻射下的降解機理探討.pdf

1、磺胺嘧啶作為一種重要的抗生素類藥物，每年都有大量磺胺嘧啶進入環(huán)境系統中，對磺胺類廢水的降解研究日益受到重視。目前大多數城市生活污水處理廠均以活性污泥法為主，其主要功能以去除氨氮、TP、COD或BOD為主，缺乏對藥物活性組分有效的去除功能。因此，一旦污水處理系統遭遇到類似嘧啶藥物組分這類具有對微生物強抑制性成分的排入，輕者導致污水處理效率的下降，重者則導致整個活性污泥系統的崩潰。采用有效的處理方法緩解磺胺嘧啶藥物對微生物的抑制性，加速其在

2、環(huán)境水體中的降解速度具有重要的實際意義。
　　對于借助于光解法緩解磺胺嘧啶對微生物的抑制的研究，實驗采用搖瓶作為生物反應方式，本實驗借助紫外光解法先對SD進行降解，將降解后的SD與葡萄糖的混合溶液作為微生物生長的C、N源，探討光解處理后是否能達到緩解SD對微生物的抑制能力。同時，在紫外法加速降解磺胺嘧啶的研究中，分別采用單獨光解(P)、單獨生物降解(B)以及光解與生物降解同步耦合(P&B)的方法對不同濃度的磺胺嘧啶進行降解實驗，了

3、解其降解規(guī)律以及礦化程度。結果表明:
　　(1)通過微生物生長實驗發(fā)現SD對微生物的抑制作用，將紫外光解法應用于SD發(fā)現能夠明顯緩解SD對微生物的抑制作用，并進一步提高SD的降解速率。且SD降解速率和COD去除效率均為未光照＜光照后。
　　(2)采用Monod模型和Aiba模型建立基于微生物生長的SD生長動力學方程，得到高擬合度的方程。對動力學參數進行分析，發(fā)現當采用適當關照的方法對SD進行降解后，微生物的抗抑制性大大提高。

4、
　　(3)使用馴化后的SD降解菌對SD進行降解，同時向微生物中添加光照后的SD進行對照，發(fā)現當底物中同時含有SD及其光解產物時，微生物生長的對數期提前，到達穩(wěn)定期所需要的時間也有所縮短，同時，SD的降解速率有所提高。這表明SD的光解產物中存在某種中間產物，該物質可以有效促進SD被微生物利用。
　　(4)在SD生物膜降解實驗中，P&B方法對SD的去除速率比紫外光照和生物降解兩種方法都快。使用Aiba方程對SD生物膜降解速率進

5、行擬合，從模型上得到同樣的實驗結論。礦化效果同樣為P&B＞P＞B。
　　上述研究發(fā)現SD在降解過程中可能生成某種中間產物，這種中間產物不僅可以被微生物所利用，而且能夠加速SD的降解。研究進一步對SD在降解過程中的生成產物及降解途徑進行分析，以探討其降解機理，并得出以下結論。
　　(1)對紫外輻射過程中SD中的N、S的釋放情況進行研究，認為SD在紫外輻射下主要發(fā)生SO2脫除反應，并由此作出SD可能的降解途徑。將文獻中的SD中間

6、產物(2-氨基嘧啶和苯胺)添加到SD生物膜上，發(fā)現苯胺和對氨基苯磺酸能夠有效促進SD的降解，而2-氨基嘧啶與SD相似，不能促進SD降解。
　　(2)以2-氨基嘧啶和苯胺為生長基質對微生物進行培養(yǎng)，發(fā)現苯胺能夠有效促進微生物的生長，而2-氨基嘧啶與SD具有相似的抑制性。將苯胺和2-AP共同加入微生物以模擬SD的光解產物時，發(fā)現其對微生物仍有良好的促進效果。這說明光照后的SD對于微生物的抑制性的緩解作用主要是由苯胺造成的，進一步驗證了

7、所推測的降解途徑。
　　(3)根據物料平衡和電子平衡，對SD的光解途徑進行推斷，并對其降解機理進行探討。認為在SD的光解過程中，在對氨基苯磺酸轉化為苯胺，苯胺進一步轉化為2-羥基-2，4-己二烯二酸的過程中釋放大量電子，由此加速了SD的降解，這一效應屬于共基質的作用。
　　(4)根據物料平衡和電子平衡，對SD的生物降解途徑進行推斷，發(fā)現其與SD的光解途徑存在較大不同，降解過程中N、S基本以離子形式完全釋放出來，同時釋放CO2