科学岛团队在利用低温等离子体技术处理抗生素研究方面取得进展

近期，中科院合肥物质院智能所黄青研究员课题组在利用低温等离子体技术处理抗生素研究中取得重要进展，研究成果发表在环境领域著名期刊Journal of Hazardous Materials上。

随着社会经济的发展，抗生素类药品生产和使用量也迅速增加。抗生素作为一种新型污染物，被大量使用并排放到环境水体中，这对生态系统构成潜在威胁。如何处理废水中抗生素是一个亟待解决的现实问题。

针对这种情况，课题组科研人员提出低温大气压等离子体射流（CAPJ）联合应用等离子体活化水（PAW）处理抗生素混合物的新方案，并阐明相关机制。研究人员以处理诺氟沙星和氯霉素为例，比较了处理单一抗生素和处理混合抗生素的效果，优化了处理条件和方案。研究发现，在适当条件下处理混合抗生素的效率高于处理单一抗生素的效率，如利用等离子体分解氯霉素可产生活性氯进而提高对诺氟沙星处理效率。在机理方面，科研人员研究了等离子体产生的RONS并证实其在诺氟沙星和氯霉素降解中的作用，特别说明处理体系中1O2的来源及作用途径，展示了如何利用空气放电射流及PAW提高抗生素去除率。此外，科研人员还评估了等离子体处理抗生素的生物毒性，验证了降解产物的生态安全性。这项研究为等离子体处理多种抗生素污染废水技术应用提供了基础和依据。

低温等离子技术可去除环境中各种污染物，具有经济实用、无二次污染等优点。据悉，黄青研究员课题组围绕利用低温等离子技术解决水污染问题进行了较为系统的应用基础研究，先后对重金属、藻毒素、染料、有机磷农药和抗生素等有机污染物处理并开展相关机理研究。近两年，团队在抗生素研究方面取得了系列进展，例如，研究了低温等离子体处理单一抗生素的效果和机理，如：利用介电阻挡放电（DBD）等离子体处理喹诺酮类抗生素诺氟沙星、以及四环素类抗生素等；利用和探索低温等离子体处理混合抗生素左氧氟沙星和磺胺嘧啶的效果和机理等。此外，他们还探索研究了低温等离子体对其它有机污染物如甲基对硫磷的脱毒处理效果及相关机制。

这些工作拓展了低温等离子体技术在农业及环境领域的应用。该项研究工作得到安徽省重点研发计划资助支持。

图1 利用低温等离子处理诺氟沙星和氯霉素混合物的示意图

图2 利用低温等离子处理诺氟沙星和氯霉素混合物的降解效率的比较