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摘要：環丙沙星（CIP）具有優秀的殺菌能力并且毒副作用小，被廣泛應用于人類和獸醫學上，然而大量的使用CIP類抗生素會導致水體、土壤以及地下水等環境污染，嚴重的還會危害到人類的健康。因此，需要尋找一種既能高效降解CIP的同時還不產生其他生態毒性的降解材料。文章主要對國內外含環丙沙星的廢水的處理現狀進行介紹。

關鍵詞：環丙沙星（CIP）；降解；廢水

1我國含環丙沙星的廢水的處理現狀

基于醫療水平的高速發展，CIP的廣泛應用，使得CIP成了環境污染物之一。早在2005年華南農業大學的吳銀寶等[1]，通過對粵黃雞注射恩諾沙星并在雞的體內經過一系列生理活動緩慢消除、代謝形成含CIP的雞糞排出體內，經過降解實驗發現，CIP在粵黃雞體內要經過10d的時間才能夠完全降解，在環境水體中自然降解較快于禽畜體內，但若CIP的含量過多其自然降解也會變得非常緩慢。在2010年以前針對水體中的CIP的降解，主要通過一些簡單的污水處理技術進行處理，但效果不是很好，自2011年起河南師范大學何占偉[2]針對水體中的CIP采用光化學降解法進行降解，通過改變降解環境的酸堿度或向其中加入金屬陽離子、表面活性劑和腐殖酸來探究水體中CIP的光化學降解條件，同時還研究了水體中的無機氮隨著環境pE值的變化對CIP光降解的影響，結果發現，在光照的條件下無機氮中的NO3-在光照下產生活性基團以及NO2-產生猝滅CIP自敏化反應的活性基團，對于pH以及金屬離子對CIP降解的促進率均是隨著pH越大、金屬離子濃度越高越能促進水體中CIP的降解。李通[3]于2014發表一篇文章《高鐵酸鹽氧化降解環丙沙星的實驗研究》，在該文中選擇用高鐵酸鹽為原料降解水體中的CIP，打破了傳統的降解CIP廢水工藝方法，通過改變水體的pH值、投入量、溫度、含氧量等因素找到了最適合用高鐵酸鹽降解含CIP廢水的最佳條件，在該條件下CIP的去除率在70%左右，是傳統降解工藝的2倍，并且降解周期短，條件低。近年來，隨著納米科技的發展，許多研究人員也開始將納米材料應用在水體CIP的降解中，在2016年北京工商大學環工系的張蕓[4]通過水熱合成法合成了ZnO納米花，以ZnO納米花為光催化材料進行在紫外光照射下對廢水水體中CIP的降解。采用光催化降解CIP的去除率在90.2%，比用高鐵酸鹽為原料降解CIP的去除率要高出許多，證明采用納米材料進行光催化降解廢水種CIP不僅是可行的，還勝過傳統的降解工藝和光化學降解法。同年中科院的張憲[5]也用ZnO為光催化材料對廢水中的CIP進行降解，張憲通過以硝酸鋅、水合肼、氫氧化鈉等為原料，采用簡單的水熱合成法合成了不同結構形態的ZnO，包括有納米棒狀、納米花束狀、納米花狀等形態的納米ZnO，并用這些納米形狀的ZnO進行對廢水中CIP的降解，結果發現在這些結構形態中納米花狀的ZnO的去除率最高。川大建筑與環境學院的郭洪光[6]在2017年用UV/PS（紫外/工藝去降解廢水中的CIP，在pH=9的條件下對CIP的降解其降解速率最高，降解效果最好為85.65%。不僅如此，郭宏光還對CIP的降解途徑進行了分析，分析結果是通過紫外光對氟喹諾酮上的C-F鍵以及-COOH進行攻擊，進而發生脫羧基和羥基反應，來取代后續的氧化反應，以此來達到降解的目的。在2018年葛珉[7]運用納米Fe3O4-PS體系、Fe@Fe2O3核殼催化劑、Ce-Fe3O4復合催化劑以及磁性硅藻土對廢水中的CIP進行降解，通過改變催化劑用量、pH值以及氧化劑濃度等條件找到這幾種催化劑降解CIP的最佳條件。試驗結果發現，在催化劑投入量為2.0g/L、氧化劑濃度為1.0g/L、pH為7以及室溫為25℃時，這四種催化劑對CIP的去除率在50%~75%之間。同年吉林化工學院的羅麗莎[8]運用光催化加上生物法直接耦合技術來處理CIP，這一技術體系成功地提高了光催化在對廢水中CIP降解的降解速率，不僅如此在提高降解速率同時還大幅度保留的微生物的活性，使得光催化與微生物具備協同效應，共同處理廢水中的CIP。在光催化劑的領域上，杜曉晴[9]運用改性的Ge-TiO2催化劑進行降解廢水中的CIP，在pH=7.5的中性水體中，催化劑的投加量為1.5g/L，于150min的紫外光照射下，CIP的去除率高達97.99%。以此推測出了對于改性的Ge-TiO2催化劑，其催化反應基本上是發生在催化劑的表面，降解因催化劑自由基的反應而達到目的。目前，我國已經有大量的研究工作者在從事這方面的研究。從2005年至今已經發表了大量的關于這方面的研究論文，CIP的去除率在不斷嘗試的新方法中得到提高，這方面的工作為水體中CIP的去除提供了大量的方法。CIP污染不僅在我國很嚴重，在國際上這類廢水的處理也是一大難題，需要不斷尋找更為有效、環保、節能、便捷的處理方法。為了不斷地提高我國科研工作者在CIP廢水處理方面的水平，我們要多查閱文獻，學習國外研究者的先進經驗。

2國外含環丙沙星的廢水的處理現狀

CIP污染不僅僅只在我國出現，在國際上CIP廢水的處理也是大問題，Babić[10]曾對環丙沙星、諾氟沙星、恩諾沙星等廣泛應用在人類和獸醫學領域上的氟喹諾酮類抗生素進行了光降解，通過模擬太陽光改變降解時pH值，結果發現當環境pH為4時CIP中的環丙烷環裂解，當pH為8時發生側鏈反應，并且得到了光降解符合一級動力學的結論，還發現水質也能間接的影響光降解。國外的很多科學家針對光降解含CIP廢水發現，pH是影響CIP在光降解下的速率和去除率。TibiriáG.Vasconcelos通過在150W中壓汞燈的間歇式反應器，反應環境pH為9（通常醫療廢水的pH為9）的反應條件，對廢水中的CIP的進行降解。事實證明，CIP的初級光降解非常快且降解動力取決于pH。而EvelienDeBel則用520kHz和92WL1的聲解加上光解對水體中的CIP進行降解，同時還討論了高、中、低三類環境pH對CIP的去除率的影響，結果發現在pH=7時去除率為57%，在pH=3時易生物降解，在pH=10時BOD/COD的比率由0.06增加至0.18。經研究發現在進行光降解時投加的反應物雖難能降解CIP帶存在生態毒性，存在很大的環境風險。所以采用光催化降解是當下研究的熱點，無論國內還是國外。在使用光催化降解這一方法時，MohammadMalakootian[11]采用石墨烯表面固定ZnO納米粒子為催化劑，在光照條件下降解廢水中的CIP，在pH為7，反應時間為30min，濃度為3g/L的光催化劑，初始CIP濃度為10mg/L的條件下在連續注入臭氧的樹脂玻璃反應器中進行降解，最后經將測發現運用該種光催化劑進行降解CIP，CIP的去除率高達96%，并且該光催化臭氧化反應符合一級反應及L-H動力學，不僅如此光催化臭氧化還是一種環保工藝，可以被用于各種行業和活動的廢水處理中。在光催化降解CIP這一領域里，A.Raja[12]運用還原氧化石墨烯（rGO）為光催化材料，配合循環伏安法對廢水中CIP進行降解。經試驗發現，rGO光催化劑在90min的紫外光照射加上比電容230.4/Fg的循環伏安法下能夠降解70.8%的CIP。在生活污水去除CIP的處理過程中，García-SánchezLiliana[13]運用榕樹木片基充氣生物濾池進行降解。傳統的生物濾池的填料為碎石或塑料制品形成的生物膜，而此人通過改進生物濾池的填料來達到降解CIP的目的，GL采用垂葉榕木片為填料，通過向其充氣來吸收污水中的CIP，這種生物濾池的填料不僅能吸收水中的CIP還能去除水中的COD和NH3-N，不僅如此這種填料維持時間也優于傳統的填料。從上文的幾位研究者的工作，我們發現國外有很多研究者都做了很出色的工作，其中MohammadMalakootian[11]采用石墨烯表面固定ZnO納米粒子為催化劑，在光照條件下降解廢水中的CIP，在pH為7，反應時間為30min，濃度為3g/L的光催化劑，初始CIP濃度為10mg/L的條件下在連續注入臭氧的樹脂玻璃反應器中進行降解，最后經將測發現運用該種光催化劑進行降解CIP，CIP的去除率高達96%。這一工作非常有效地處理了這類廢水，也給我們的研究提供了很好的參考。

3結語

本文主要對國內外含環丙沙星的廢水的處理現狀進行介紹。通過對國內外這方面研究論文的總結，可以看出，這類研究受到了廣泛的重視，也是目前水處理方面研究的重點內容之一。為了更加完善我們這方面的研究，我們需要不斷地更新最新的研究成果，并且從中吸取對自己研究有益的經驗和方法。進一步促進我們的研究工作。

作者：辛丙靖 李鵬 王潤霖 單位：吉林化工學院資源與環境工程學院 北華大學理學院