[發明專利]一種利用磁性分子印跡-電磁格柵聯合去除土壤中藥物的方法

有效

• 申請號: 201310064269.1
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103170496A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 代朝猛;周雪飛;張亞雷;劉彥靜
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于環保技術領域，涉及被藥物污染的土壤的凈化技術，具體為一種利用磁性分子印跡-電磁格柵去除土壤中藥物的方法。

背景技術

隨著人類社會經濟能力的提升，醫療和護理意識的逐漸增強，與之相應的藥品和個人護理品（pharmaceuticals?and?personal?care?products，PPCPs）的使用量和適用范圍也在急劇擴大。2006?年，Alder?等人的研究結果表明，世界范圍內藥物的人均年消費量大約為15?g，于此對應的工業化國家的人均年消費量為50-150?g/年。我國衛生部調查顯示，中國每年生產抗生素原料大約21萬噸，人均年消費量在138?g左右，是美國人的10倍。2003年，全球抗癲癇藥市場總值為80億美元，近幾年，世界抗癲癇藥物市場呈明顯的增長勢頭，平均年增長率為10%。到2004年，我國雙氯芬酸年產量為600噸左右，年生產能力超過1000噸。PPCPs作為一類重要的新興污染物，正在源源不斷的進入到土壤、水體和大氣環境中。據調查顯示，地下水中檢測到的卡馬西平的濃度可高達610?ng/L，氯貝酸在柏林自來水中檢測到的濃度在10-165?ng/L，雙氯芬酸的濃度約為10?ng/L。Temes對污水處理廠和河流進行了研究，所選的30個污水處理廠中都檢測到了卡馬西平，且90%的濃度達到了3700?ng/L；同時對20條河流的26個樣品進行檢測的結果顯示，有24個樣品中檢測到了卡馬西平，且90%的濃度達到了820?ng/L。PPCPs在生態系統中具有較強的持久性、生物活性、生物積累性和緩解生物降解的特點，一旦進入到環境中，可以誘發土壤和水生生物的功能發生改變。PPCPs的特殊物理化學性質以及被大量使用的現狀，給人類的健康造成了不可預測的潛在風險。對于受PPCPs污染嚴重的土壤，如：醫院附近、制藥廠等，如何有效地去除PPCPs便顯得尤為重要。

目前，PPCPs的去除方法主要有一下三種：第一種是活性污泥法。活性污泥法是最早最常規的處理方法，但是，大量的研究表明，現在的污水處理工藝雖能去除PPCPs，但去除效果較差；第二種是膜生物反應器。Clara等人發現，在污泥齡為10天、27天和55天條件下，超濾膜生物反應器幾乎不能去卡馬西平，隨著污泥齡的增加，雙氯芬酸也只被去除了很小一部分；其他的研究也有類似的結果。第三種是高級氧化技術。高級氧化技術能有效的去除PPCPs，但是PPCPs復雜的特性使其反應后的副產物有的毒性較低，有的卻有較強的毒性。而且，以上三種處理方法一般適用于處理水體中的PPCPs，目前還沒有一種方法是用來處理受PPCPs污染的土壤，因此，建立一種高效的去除土壤中藥品的方法具有重大的意義。

分子印跡聚合物（Molecularly?imprinted?polymer，MIP）是指一種對某一特定的目標分子具有選擇性的聚合物。常被形象地描繪為制造識別“分子鑰匙”的“人工鎖”的技術。近20年來，隨著分子印跡聚合物制備技術方面的創新性工作，分子印跡技術得到了廣泛研究和迅猛發展，已被應用于多種分析技術中，包括固相萃取、膜分離、生物傳感器、液相色譜等。由于MIP具有親和性、選擇性高、抗惡劣環境能力強、穩定性好、使用壽命長等優點，因此在去除污染物方面具有重要的應用前景。MengZiHui等以α-雌二醇為模板，首次合成了雌激素的分子印跡聚合物，與無印跡聚合物相比，分子印跡聚合物對水溶液中的α-雌二醇表現出了顯著地親和力，最大鍵和能力為每mg分子印跡聚合物可鍵合380mmolα-雌二醇。Mathieu?Le?Noir等制備的17β-雌二醇分子印跡聚合物，成功用于選擇性吸附去除水溶液中的痕量17β-雌二醇，在2?ug/L目標物污染物濃度中，目標物回收率達（100±0.6）%，為去除痕量污染物提供了有效地途徑。磁性分子印跡是指將四氧化三鐵納米顆粒與分子印跡聚合物復合，形成納米復合材料，使MIP具有一定的磁性，它兼備了磁性納米粒子和分子印跡聚合物共同的優點，在外磁場的條件下，可以直接選擇性分離富集目標污染物。WenluGuo等合成了高嶺石/Fe3O4磁性分子印跡聚合物，用于分離富集水體中的雙酚A，吸附效率高達95.75%；Ligang?Chen以土霉素為模板合成的Fe3O4磁性分子印跡聚合物吸附土霉素，結果表明，樣品的回收率在72.8-96.5%，同時應用于雞蛋中四環素類抗生素的固相萃取，結果良好。磁性分子印跡技術具有富集效率高、成本低、易于分離等特點，使得磁性分子印跡技術擁有較好的使用前景。