本发明专利技术公开了属于核技术应用和环境保护技术领域的一种利用电离辐射技术去除水中磺胺类抗生素的方法。本发明专利技术应用电离辐射（电子加速器产生的高能电子束或放射源产生的伽马射线）技术，可以不调节废水的pH，不添加任何化学试剂，有效去除水中的磺胺类抗生素药物（如磺胺二甲基嘧啶）。本发明专利技术方法简单、有效，易于操作，可用于抗生素类废水的处理。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了属于核技术应用和环境保护
的。本专利技术应用电离辐射（电子加速器产生的高能电子束或放射源产生的伽马射线）技术，可以不调节废水的pH，不添加任何化学试剂，有效去除水中的磺胺类抗生素药物（如磺胺二甲基嘧啶）。本专利技术方法简单、有效，易于操作，可用于抗生素类废水的处理。【专利说明】
本专利技术属于核技术应用和环境保护
，具体涉及利用电离辐射技术去除水中磺胺类抗生素的方法。
技术介绍
抗生素在人体健康和渔业、畜牧业生产中发挥着重要作用。然而，未被利用的、代谢残留的以及生产过程中向水体环境中排放的抗生素，如果不经过合适的处理，进入水体后会影响环境生态。磺胺类药物是应用范围广、用量大的一类人工合成广谱抗生素，其中磺胺二甲基嘧啶是其中最为常用的药物之一。它在水体环境中的停留时间较长，并可以通过食物链在生物体中富集，造成微生物的耐药性，并对人体健康产生危害。由于其难降解性和易于迁移等特性，现今在地表水、地下水和土壤中都可以检测到它的存在。因此，研究一种高效、无二次污染的处理方法和技术，有效去除水中的磺胺类抗生素等药物，显得尤为重要和迫切。传统的水和废水处理方法有物理法、化学法和生物法等，这些传统的处理方法不能有效去除磺胺类抗生素等药物。近年来，高级氧化技术逐渐成为人们关注的热点(Wangand Xu，2012，Advanced oxidation processes for wastewater treatment:Formation ofhydroxyl radical and application, Critical Reviews in Environmental Science andTechnology，42:251-325),该技术利用氧化性很强的羟基自由基(.0H)来氧化分解水中的有机污染物。但是，常规的高级氧化法，如Fenton法、类Fenton法对溶液的酸碱度要求较高，同时要加入Fenton试剂，容易产生二次污染。而H2O2的加入，也使得处理成本大大增加。
技术实现思路
`本专利技术的目的在于提供了。电离辐射技术作为高级氧化法的一种，可以克服常规高级氧化法的诸多不足。它主要是利用伽马射线或电子加速器对水或废水进行辐照，在高能射线的照射作用下，水分子发生辐射分解，产生具有较高反应活性的物种(如e_aq、.0H等)，它们会发挥各自的作用，与污染物进一步发生反应，使微生物得到降解或去除。在中性条件下，水的辐射化学反应可以表述如下:H2O — e、+.H+.0H+H2+H202+H30.(I)该反应可以在任意酸碱度下进行，不需要加入任何化学试剂，因此也不会产生二次污染。同时，它具有降解效率高、反应速度快、污染物降解彻底等优点，为去除难降解有机废水中的有毒有害污染物(如抗生素等)提供了新的技术，具有广阔的应用前景。本方法去除水中磺胺类抗生素药物的基本原理是:水分子被辐照会产生具有较高的反应活性的自由基(如e_aq、.0H、.H等)，这些活性基团与磺胺二甲基嘧啶的降解反应表现在三个途径上:夺取磺胺二甲基嘧啶中C - H键或N - H键上的氢；与分子中的C=C双键和C=N双键发生氧化还原反应；破坏分子中的C-N键。而反应产生的中间产物R.、RHOH.和ROH在氧化性物质的作用下进一步反应，最后降解为C02、H20和小分子物质。相关反应式如下:RH+.0H — R.+H2O, k=107 -1O9M-1S-1(2)RH+.0H—RHOH.(3)RHOH.+O2 — ROH+.HO2, k=108 -1O9M-1S-1(4)本专利技术方法的技术方案具体如下:，在常温状态下，将含有磺胺类抗生素的水用伽马射线或高能电子束进行辐照处理。所述磺胺类抗生素为磺胺二甲基嘧啶。所述辐照处理的剂量为0.2kGy_5kGy。所述伽马射线由6tlCo或137Cs发射。所述高能电子束由电子加速器产生。本专利技术的方法简单可行，可以在不调节废水pH的情况下，有效去除废水中磺胺类抗生素(如磺胺二甲基嘧啶)。本专利技术的方法的主要优势在于工艺简单、操作方便，无需添加任何其他试剂；可以在任意酸碱度条件下进行反应，高效、快速的去除水或废水中的磺胺类抗生素，不产生二次污染，具有广阔 的应用前景。【具体实施方式】下面的实施例可以对本专利技术作进一步描述，但本专利技术所保护的范围并不仅限于此:实施例1磺胺二甲基嘧啶(SMT)溶液由分析纯试剂和去离子水配制，浓度为20mg/L，pH不调(pH5.5-6.5)，辐射源采用清华大学核能与新能源技术研究院的6tlCo辐射装置，中心孔道剂量率为339Gy/min。实验中每次取30mL溶液，放入50mL耐辐照管中，置于中心孔道进行辐照。实验检测了在不同剂量下(较低剂量)，辐照对于磺胺二甲基嘧啶的去除效果，结果如表1所示。表1不同剂量下SMT的去除效果 剂量(Gy) |SMT的去除率(％) OO2004273 4006^4 6008L2 800907 100095?2检测方法:采用高效液相色谱仪(Agilentl200Series, Agilent, USA)测定。表1结果表明，辐照对于磺胺二甲基嘧啶的去除有很好的效果，本专利技术在偏中性条件下可以快速有效地去除废水中的磺胺二甲基嘧啶，在1000Gy这种低剂量条件下，去除率可高达95.2%。实施例2磺胺二甲基嘧啶(SMT)溶液由分析纯试剂和去离子水配制，浓度为20mg/L。一组pH不调(ρΗ5.5-6.5)，一组用HCl调节溶液pH值为3.0 ;一组用NaOH调节溶液pH值为12.0。辐射源为清华大学核能与新能源技术研究院的6tlCo辐射装置，中心孔道剂量率为IlOGy/min。实验中每次取30mL溶液，放入50mL耐辐照管中，置于中心孔道进行辐照。实验检测了不同酸碱度的溶液在不同剂量下，辐照对于磺胺二甲基嘧啶的去除效果，结果如表2所示。表2不同剂量和pH值下SMT的去除效果【权利要求】1.，其特征在于，在常温状态下，将含有磺胺类抗生素的水用伽马射线或高能电子束进行辐照处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磺胺类抗生素为磺胺二甲基嘧啶。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐照处理的剂量为0.2kGy-5kGy。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述伽马射线由6tlCo或137Cs发射。5.根据权利要求1所述的方法 ，其特征在于:所述高能电子束由电子加速器产生。【文档编号】C02F1/48GK103482733SQ201310379118【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日 【专利技术者】王建龙, 刘元坤 申请人:清华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用电离辐射技术去除水中磺胺类抗生素的方法，其特征在于，在常温状态下，将含有磺胺类抗生素的水用伽马射线或高能电子束进行辐照处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王建龙，刘元坤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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