[發明專利]利用粉末活性炭處理含四環素類抗生素水體的方法

無效

• 申請號: 200810021730.4
• 申請日: 2008-08-20
• 公開（公告）號: CN101337706A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 孫成;陳建;鞠勇明;王靜;謝顯傳;葛磊;崔皓;殷俊
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F1/40
• 分類號: C02F1/40;C02F1/58
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 夏平;劉成群

技術領域

本發明屬于污染防治領域，涉及利用粉末活性炭處理含四環素類抗生素水體的方法。

背景技術

四環素類抗生素是從放線菌金色鏈叢菌的培養液等分離出來的廣譜抗菌物質，對革蘭氏陽性菌、陰性菌、立克次體、濾過性病毒、螺旋體屬乃至原蟲類都有很好的抑制作用。

由于四環素類藥物具有高效和廣譜的特點，在家庭以及醫療機構，抗生素是用于殺滅病原體的常用藥物。尤其是醫療機構使用的抗生素種類繁多而且使用密集，但該類藥物在人類體內代謝效率很低，大部分的抗生素未經代謝即被排出體外進入污水處理系統，而現有的水處理單元對四環素類抗生素的處理效率有限。當今在家庭保健和醫療機構對抗生素的依賴和濫用加劇了這類抗生素流入環境的現象。

四環素類抗生素在農業、漁業養殖領域也有廣泛應用，在飼料和養殖水體中添加一定劑量的四環素類抗生素可防治疾病并促進家禽、家畜和水產品的生長。但是四環素類抗生素在動物消化系統內的吸收效率很低，其中高達50-80％的四環素類抗生素未經代謝就通過糞便排出體外。農場的食物殘渣、動物糞便、有機垃圾等一般在污水池停留一段時間經生物處理之后作為有機肥料施用于農田。這些有機肥料攜帶的抗生素進入土壤后不斷累積，隨時間的推移這些抗生素污染物會在土壤中因淋溶作用滲入地下水，也可能隨地表徑流或者土壤的侵蝕而進入地表水體系。另外在水產養殖場施用四環素類抗生素(尤其是氧四環素)，該類化合物會在水體沉積物中積聚，并會隨水體流動擴散到其他地方。

另外一個導致環境中出現高濃度四環素類抗生素的原因是該類抗生素生產廢水的排放。目前包括四環素類在內大部分抗生素藥品的主要產地在幾個發展中國家。以中國為例，抗生素產品涵蓋70個品種，產量約占全球的20％～30％，生產企業約為300家。這類藥品的主要生產工藝是生物合成，該工藝產生的廢水成分復雜、色度高、生物毒性大、含多種抑制物質的難降解高濃度有機廢水，COD高達10000-40000mg/L。一般物理化學處理方法難于有效去除廢水中包括四環素在內的高濃度有機物污染物，另外殘留的抗生素使得該廢水進一步的生物處理變得更加困難且效率低下。其中很大一部分抗生素生產企業都因為上述原因而不能實現穩定的達標排放，嚴重地危害了水體環境，隨著抗生素工業的發展，抗生素生產廢水已成為嚴重的污染源之一。

學術界曾經認為四環素類化合物在進入環境之后會極易降解，但近期的研究表明：四環素進入土壤或者水體沉積物之后將會長期穩定存在長達幾個月甚至一年之久四環素這種持久穩定存在的性質會使自身濃度隨著外界污染源的輸入而不斷累積。這些未經代謝的抗生素將會通過地表徑流或者滲漏的方式對地表水、地下水和土壤造成污染。

抗生素類化合物在土壤和水體的出現不僅會對當地的微生物群落帶來威脅，破壞原有微生物群落之間的平衡；還會導致相關的敏感微生物甚至非目標的微生物產生抗藥性，抗藥性又稱耐藥性即生物(尤指病原微生物)對抗生素等藥物產生的耐受和抵抗能力。四環素類產品是人畜常用的抗生素，而且具有廣譜性，故四環素進入環境后可使種類繁多的病原體誘發抗藥性。另外微生物能夠通過含有抗性基因的質粒(plasmid)進行基因交換，從而使抗藥性在同種或者不同菌種之間傳播。自四環素類抗生素問世60多年以來，在各類微生物中發現了多達38中四環素的抗藥性因子(tetR)。已有研究表明抗生素抗藥性基因已在包括河流沉積物、灌溉用水、污水處理廠的活性污泥、養殖場附件的污水池和地下水等多種環境樣品中被檢出。

病原體抗藥性的產生和傳播給人類社會帶來了嚴重的后果：一方面被抗藥性病原體的感染后現有藥物的效果下降甚至無效，使被感染者面臨疾病治療的困境；另一方面這一現象的出現迫使科研和醫療機構花費大量人力物理開發新的藥物給社會帶來了沉重負擔。

具有抗生素抗藥性的病原體在環境中的不斷傳播，是目前全球日益關注和必須應對的艱巨課題。而對四環素類抗生素的生產廢水和含該類物質的水體進行處理是應對這一困境的有效措施。目前抗生素廢水的處理方法抗生素廢水的處理方法包括：生物處理方法、物理化學處理方法以及多種方法的組合處理等。