近期，中科院合肥物質院智能所黃青研究員課題組在利用低溫等離子體技術處理抗生素研究中取得重要進展，研究成果發表在環境領域著名期刊Journal of Hazardous Materials上。
隨著社會經濟的發展，抗生素類藥品生產和使用量也迅速增加。抗生素作為一種新型污染物，被大量使用并排放到環境水體中，這對生態系統構成潛在威脅。如何處理廢水中抗生素是一個亟待解決的現實問題。
針對這種情況，課題組科研人員提出低溫大氣壓等離子體射流（CAPJ）聯合應用等離子體活化水（PAW）處理抗生素混合物的新方案，并闡明相關機制。研究人員以處理諾氟沙星和氯霉素為例，比較了處理單一抗生素和處理混合抗生素的效果，優化了處理條件和方案。研究發現，在適當條件下處理混合抗生素的效率高于處理單一抗生素的效率，如利用等離子體分解氯霉素可產生活性氯進而提高對諾氟沙星處理效率。在機理方面，科研人員研究了等離子體產生的RONS并證實其在諾氟沙星和氯霉素降解中的作用，特別說明處理體系中1O2的來源及作用途徑，展示了如何利用空氣放電射流及PAW提高抗生素去除率。此外，科研人員還評估了等離子體處理抗生素的生物毒性，驗證了降解產物的生態安全性。這項研究為等離子體處理多種抗生素污染廢水技術應用提供了基礎和依據。
低溫等離子技術可去除環境中各種污染物，具有經濟實用、無二次污染等優點。據悉，黃青研究員課題組圍繞利用低溫等離子技術解決水污染問題進行了較為系統的應用基礎研究，先后對重金屬、藻毒素、染料、有機磷農藥和抗生素等有機污染物處理并開展相關機理研究。近兩年，團隊在抗生素研究方面取得了系列進展，例如，研究了低溫等離子體處理單一抗生素的效果和機理，如：利用介電阻擋放電（DBD）等離子體處理喹諾酮類抗生素諾氟沙星、以及四環素類抗生素等；利用和探索低溫等離子體處理混合抗生素左氧氟沙星和磺胺嘧啶的效果和機理等。此外，他們還探索研究了低溫等離子體對其它有機污染物如甲基對硫磷的脫毒處理效果及相關機制。
這些工作拓展了低溫等離子體技術在農業及環境領域的應用。該項研究工作得到安徽省重點研發計劃 （202004i07020014）資助支持。
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https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131306
https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.01.040
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135620
http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152455
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.124618
圖1 利用低溫等離子處理諾氟沙星和氯霉素混合物的示意圖
圖2 利用低溫等離子處理諾氟沙星和氯霉素混合物的降解效率的比較
