水中抗生素的“解药” 光催化降解污染物领域取得进展

　　【仪器网 行业要闻】很久以前，人们就发现某些微生物对另一些微生物的生长繁殖具有抑制作用，并将这种现象称之为抗生。随着科技的不断发展，人们终于揭示出抗生现象的本质，并从某些微生物体内找到了具有抗生作用的物质，称其为抗生素。抗生素是一种对细菌生长具有抑制作用或能够杀死细菌的药物，被广泛地应用于人类生活的各个方面。

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　　然而事实上，绝大多数的抗生素很难能够被人体吸收，绝大部分都被排泄到环境中。这些无法被吸收的抗生素就会进入到环境中，严重危害生物、人体健康及导致耐药细菌的产生。长期摄入含有抗生素的饮水或食用水产品等途径进入人体和动物体内后，抗生素跟随血液循环遍布多个器官，造成人体免疫力降低，形成耐药抗药体质。此外，还有可能造成荷尔蒙不平衡，导致不孕、卵巢癌、前列腺癌的风险增加。
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　　水中抗生素主要来源于医院和药厂的废水、水产、农业、畜牧养殖废水以及垃圾填埋场，甚至有的饮用水水源地上游还分布着医药生产企业的排污口。据调研发现，我国长江领域抗生素浓度偏高，水生态系统已经遭到破坏，甚至在长三角附近，约40%孕妇尿液中检出抗生素，近80%儿童尿液中检出兽用抗生素，且有部分检出抗生素因严重损害人体免疫力。
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　　目前，对于水中抗生素的检测通常采用液相色谱法、液相色谱与串联质谱联用法、放射性免疫测定初筛检测法、酶联免疫吸附测定法、免疫传感器、气相色谱离子阱质谱法、毛细管电泳检测技术等，这些方法均有着灵敏度高、啊哦做便捷、不易受到交叉污染等优点。但即便是检测出水中抗生素的含量，去除水中抗生素残留仍是一大难题。
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　　光催化技术是去除水环境中抗生素残留的有效途径之一。华南农业大学工程学院教授杨洲团队为了实现催化光源光子的高效利用，提出了以光催化体系中特征耦合光谱为基础的光子效率优化模型。在一系列UV-Vis-LED阵列光源照射下，使用磷酸银作为催化剂对四环素进行降解。特征耦合光谱的积分值与动力学常数、催化剂可吸收光子数正相关。
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　　该研究得出，各波段LED阵列光源照射下反应体系光子效率最优时催化剂所需光子数对应特征耦合光谱的积分值。在波长尺度上分别对各积分值与催化剂吸收光谱拟合运算，最终建立UV-Vis范围内光子效率优化模型。最后通过分析反应体系中主要活性物种贡献率差异，阐述了不同特征耦合光谱的反应系统中光生载流子反应与复合竞争机制。
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　　该项研究中可以看出，基于光催化技术在水环境中新兴污染物残留降解方面具有的巨大应用前景，并对光催化领域内光子效率优化方法的进一步探讨具有借鉴意义，尤其是对于特殊光源或新型催化剂的产业化应用。
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　　随着我国医疗卫生事业和制药行业发展迅速，抗生素的使用也极为广泛，滥用现象层出不穷，而污水处理技术又相对落后，并且目前我国在水环境中抗生素污染研究领域的文献报道较少，因此，在我国开展相关研究有着重要的意义。人类对抗抗生素的认知和应对是一个循序渐进的过程，尽管与抗生素的斗争还有很长的一段路要走，但随着科技不断发展，我们仍可以期待水中抗生素能够被彻底降解的一天。
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　　(资料参考来源：中国科学报、中国科学院、百科、知网)