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利用低温等离子体技术降解抗生素研究方面取得进展

2018.7.27

　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青课题组通过设置不同气体条件，利用低温等离子体技术，对广谱类代表性抗生素诺氟沙星进行处理，发现低温等离子放电产生的活性因子对降解水体中的抗生素有重要作用。相关成果被环境科学类期刊Chemosphere在线发表。

　　目前，抗生素污染成为威胁环境和人类健康不容忽视的因素，其中医疗废水是抗生素污染扩散的重要渠道。含有大量抗生素残留的医疗废水被排放到环境中，不仅对生态产生威胁，而且由于抗生素长期残留，导致细菌耐药性增强，也对人体健康产生危害。因此，发展简便、高效的抗生素降解方法，对于净化医疗废水、保护环境和人类安全具有重要意义。

　　研究人员发现，气体成分对等离子体降解抗生素效果有重要影响，且不同气体条件下等离子体处理降解抗生素的活性物质也存在差别。为了开发实用性技术，课题组特别选用氧气、空气和氮气进行实验，发现在氧气和空气条件下，等离子体放电对抗生素降解有显著效果；而在氮气等离子体放电条件下，只有添加过氧化氢，才可大幅增强降解效果。进一步研究证明，在氧气或空气等离子体放电处理中，放电产生的活性氧是抗生素降解的主要因素，其中羟基自由基起主要作用，所涉及化学反应主要是破坏诺氟沙星的哌嗪环和发生脱氟羟基化等作用；而在氮气放电条件下，若添加过氧化氢，则活性氮是降解抗生素的主要因素。另外，研究人员还证实等离子体放电产生的臭氧和紫外光也可起作用。该研究为利用低温等离子体技术处理水体中抗生素提供了理论支持，也为技术应用提供了依据和方向。

　　低温等离子技术可去除环境中各种污染物，具有经济实用、简便易行、无二次污染等优点，利用该技术进行污水处理是当前研究热点之一。黄青课题组围绕利用低温等离子技术解决水污染问题进行了长期基础研究，先后围绕蓝藻细胞、藻毒素、多氯酚类、染料、六价铬等污染物开展低温等离子体处理效率及机理研究，有助于该技术在环境领域的应用和推广。

　　上述工作得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金以及安徽华丰环保公司的资助和支持。

抗生素等离子体

合肥物质科学研究院

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