本文關鍵詞：活性炭工藝對氟喹諾酮的去除及藥物對微生物的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氟喹諾酮類(FQs)抗生素作為一類應用廣泛的合成類抗菌藥,目前已在世界各國的水體中被檢出。而研究顯示,常規(guī)的水處理工藝并不能有效地去除這些微量的抗生素。通過在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化,食物鏈的富集,抗性細菌的作用,這類污染物最終會對人類健康以及生態(tài)環(huán)境造成嚴重的威脅。因此,需要尋求有效的處理方法來去除水中存在的這類抗生素。本課題選取了兩種檢出頻率較高的FQs抗生素,左氧氟沙星(LVF)和諾氟沙星(NOR),研究了其在生物活性炭工藝和活性炭吸附中的去除效果,去除規(guī)律和作用機制,并考察了FQs對生物膜中微生物的影響�；钚蕴繉ΨZ酮類藥物表現(xiàn)出較高的吸附速率,50mg四種粉末活性炭吸附250mL濃度為20mg/L的LVF和NOR溶液,活性炭的吸附容量分別為qe(KOH改性)qe(NHCl改性)qe(F 炭)qe(H炭)。剛開始吸附速率較大,然后趨緩,在2小時內(nèi)幾乎達到平衡。吸附過程基本遵循一級動力學方程,相關系數(shù)R2大多在0.96以上；用langmuir和freundlich等溫方程對吸附數(shù)據(jù)擬合,發(fā)現(xiàn)langmuir等溫線的相關系數(shù)R2大多在0.96以上,高于freundlich等溫線的R290%。用50g/L KOH和NH4Cl的溶液對活性炭進行改性,使得活性炭比表面和游離羥有所增加,從而提高了飽和吸附容量和吸附速率,發(fā)現(xiàn)KOH改性略優(yōu)于NH4Cl。溫度從25℃升高到45℃對活性炭的飽和吸附量影響不明顯。另外,分析發(fā)現(xiàn)活性炭與抗生素LVF和NOR之間的作用力主要為氫鍵和酸堿相互作用,影響吸附速率的因素主要為活性炭的親水性和孔徑大小。生物活性炭柱對平均進水濃度為500μg/L的FQs抗生素飲用水去除規(guī)律顯示,去除率至少達到90%。通過對比進藥初期和后期NOR在生物活性炭柱水流方向的去除情況發(fā)現(xiàn),活性炭柱運行初期,水中抗生素的濃度隨高度呈指數(shù)衰減,去除作用以吸附為主,出水平均濃度為5μg/L,而到運行后期,污染物隨高度遞減速率降低,出水濃度達到40μg/L左右,此時為吸附和生物作用協(xié)同去除NOR�？疾焖蠨OC濃度,停留時間,及溫度三者的變化對生物活性炭運行效果的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)DOC與NOR的去除呈負相關關系,當水中DOC濃度從5mg/L梯度增加到10mg/L,15mg/L時,出水NOR的平均濃度相應從5μg/L上升為10μg/L,30μg/L；而溫度從15℃上升到20℃時,有機物和藥物的去除并未呈現(xiàn)規(guī)律性的變化；另外,改變柱子的停留時間分別為13.1min,5.0min,出水中NOR的平均濃度為29μg/L,87μg/L。停留時間過短時,生物活性炭柱穩(wěn)定性變差,出水濃度上升。比較木質(zhì)炭為填料的A柱和煤質(zhì)炭為填料的B柱發(fā)現(xiàn),活性炭填料的性能是影響生物活性炭柱的運行的重要因素。后者的的比表面積,孔容將近前者的2倍,對水中的有機物及NOR的吸附效果顯著。另外,通過對已成熟掛膜的生物活性炭的研究發(fā)現(xiàn),就木質(zhì)炭而言,掛膜生物炭比非生物炭具有更大的比表面和孔隙；媒質(zhì)炭則相反�？疾焐锘钚蕴恐コ嬘盟械腘OR的作用機制進行發(fā)現(xiàn),生物活性炭柱對污染物的降解是吸附和生物降解的協(xié)同作用的結(jié)果。而不同活性炭,其吸附和生物降解所發(fā)揮的作用有所差別,實驗中NOR在木質(zhì)生物炭中的降解,其生物降解占總?cè)コ实?0%,煤質(zhì)生物炭的去除則以吸附為主,微生物只發(fā)揮了10%～20%的作用。通過研究生物活性炭上微生物發(fā)現(xiàn),在水流方向上,微生物的數(shù)量逐漸減少,而微生物的種類差別不大。為了進一步了解水中所含抗生素NOR對活性炭柱子中微生物的影響。選取其中的兩種優(yōu)勢菌,由菌種測定為缺陷短波單胞菌和嗜麥芽窄食單胞菌,進行抗性研究。通過不同濃度含藥培養(yǎng)基的抗性培養(yǎng),其抗藥性得到明顯的提升,缺陷短波單胞菌和嗜麥芽窄食單胞菌最低抑制濃度分別從2mg/L提高到5mg/L,從5mg/L提高到10mg/L。選取經(jīng)過誘導抗藥性更強的菌種進行抗性基因的研究測試,發(fā)現(xiàn)并未檢測到gyrA亞基,parC亞基以及qnr質(zhì)粒攜帶與喹諾酮類抗生素耐藥相關基因。因此,這兩種菌種的抗藥性的提高并不是由于抗性基因的結(jié)果,可能存在其它的機制使其抗藥性增強。進一步對子代菌種的空白培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),其抗藥性有所下降。
【關鍵詞】：FQs類抗生素 活性炭吸附 生物活性炭 微生物抗性
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU991.2;X52
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 氟喹諾酮類抗生素藥物概述12
• 1.2 氟喹諾酮的環(huán)境現(xiàn)狀及去除方法研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 氟喹諾酮的來源及傳播途徑12-14
• 1.2.2 去除FQs常用的幾種去除方法14-16
• 1.3 活性炭吸附及生物活性炭工藝16-17
• 1.3.1 活性炭吸附工藝概述16-17
• 1.3.2 生物活性炭工藝概述17
• 1.4 研究內(nèi)容和目標17-19
• 第2章 實驗材料和方法19-22
• 2.1 實驗材料和儀器19-20
• 2.1.1 實驗材料19
• 2.1.2 實驗儀器19-20
• 2.2 實驗方法20-22
• 2.2.1 菌種鑒定方法與過程20-22
• 第3章 活性炭性質(zhì)吸附兩種氟喹諾酮類抗生素22-34
• 3.1 引言22
• 3.2 實驗材料與方法22-24
• 3.2.1 實驗材料22-23
• 3.2.2 實驗方法23-24
• 3.3 結(jié)果與討論24-33
• 3.3.1 活性炭的物理化學性質(zhì)分析24-26
• 3.3.2 吸附動力學模擬26-29
• 3.3.3 吸附等溫線擬合29-31
• 3.3.4 吸附機理分析31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 生物活性炭柱去除諾氟沙星研究34-46
• 4.1 引言34
• 4.2 實驗材料與方法34-37
• 4.2.1 主要試劑及儀器34
• 4.2.2 實驗裝置與實驗方法34-36
• 4.2.3 分析與測定方法36-37
• 4.3 結(jié)果與討論37-45
• 4.3.1 活性炭柱高度對抗生素去除的影響37-39
• 4.3.2 不同條件對NOR去除的影響39-42
• 4.3.3 不同生物活性炭柱對去除效果的影響42-43
• 4.3.4 生物活性炭去除NOR的機理研究43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 FQs對微生物抗藥性的影響研究46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 實驗材料與方法46-49
• 5.2.1 實驗材料與儀器46-47
• 5.2.2 實驗方法47-49
• 5.3 結(jié)果與討論49-52
• 5.3.1 不同炭層高度微生物差異及優(yōu)勢菌種鑒定49-50
• 5.3.2 微生物對抗生素的抗藥性實驗及抗性基因測定50-52
• 5.3.3 子代抗藥性微生物的抗性遺傳52
• 5.4 本章小結(jié)52-54
• 第6章 結(jié)論54-56
• 參考文獻56-61
• 致謝61-62
• 攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張增峰;孟曉風;楊保偉;夏效東;王新;席美麗;;雞肉源沙門氏菌對(氟)喹諾酮類抗生素的耐藥性及相關基因[J];中國食品學報;2015年03期

  本文關鍵詞：活性炭工藝對氟喹諾酮的去除及藥物對微生物的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：268796