内蒙古嘧啶磺胺嘧啶在紫外辐射下的降解机理探讨~

磺胺嘧啶作为一种重要的抗生素类药物，每年都有大量磺胺嘧啶进入环境系统中，对磺胺类废水的降解研究日益受到重视.。0前大多数城市生活污水处理厂均以活性污泥法为主，其主要功能以去除氨氮、TP、COD或BOD为主，缺乏对药物活性组分有效的去除功能。因此，一旦污水处理系统遭遇到类似嘧啶药物组分这类具有对微生物强抑制性成分的排入，轻者导致污水处理效率的下降，重者则导致整个活性污泥系统的崩溃。采用有效的处理方法缓解磺胺嘧啶药物对微生物的抑制性，加速其在环境水体中的降解速度具有重要的实际意义。 对于借助于光解法缓解磺胺嘧啶对微生物的神制的研究，实验釆用摇瓶作为生物反应方式，本实验借助紫外光解法先对SD进行降解，将降解后的SD与葡萄糖的混合溶液作为微生物生长的C、N源，探讨光解处理后是否能达到缓解SD对微生物的抑制能力。同时，内蒙古嘧啶在紫外法加速降解磺胺嘧啶的研究中，分别釆用单独光解(P)、单独生物降解(B)以及光解与生物降解同步耦合(PB)的方法对不同浓度的磺胺嘧啶进行降解实验，了解其降解规律以及矿化程度。结果表明： (1)通过微生物生长实验发现SD对微生物的抑制作用，将紫外光解法应用于SD发现能够明显缓解SD对微生物的抑制作用，并进一步提高SD的降解速率。且SD降解速率和COD去除效率均为未光照光照后。 (2)釆用Monod模型和Aiba模型建立基于微生物生长的SD生长动力学方程，得到高拟合度的方程。对动力学参数进行分析，发现当采用适当关照的方法对SD进行降解后，微生物的抗抑制性大大提高。 (3)使用驯化后的SD降解菌对SD进行降解，同时向微生物中添加光照后的SD进行对照，发现当底物中同时含有SD及其光解产物时，内蒙古玉嘧磺胺微生物生长的对数期提前，到达稳定期所需要的吋间也有所缩短，同时，SD的降解速率有所提高。这表明SD的光解产物中存在某种中间产物，该物质可以有效促进SD被微生物利用。 (4)在SD生物膜降解实验中，PB方法对SD的去除速率比紫外光照和生物降解两种方法都快。使用Aiba方程对SD生物膜降解速率进行拟合，从模型上得到同样的实验结论。矿化效果同样为PBPB。 上述研究发现SD在降解过程屮可能生成某种中间产物，这种中间产物不仅可以被微生物所利用，而且能够加速SD的降解。研究进一步对SD在降解过程中的生成产物及降解途径进行分析，以探讨其降解机理，并得出以下结论。内蒙古嘧啶 (1)对紫外辐射过程中SD中的N、S的释放情况进行研究，认为SD在紫外辐射下主要发生S02脱除反应，并由此作出SD可能的降解途径。将文献中的SD中间产物（2-氨基嘧啶和苯胺）添加到SD生物膜上，发现苯胺和对氨基苯磺酸能够有效促进SD的降解，而2-氨基嘧啶与SD相似，内蒙古氨基嘧啶不能促进SD降解。 (2)以2-氨基嘧啶和苯胺为生长基质对微生物进行培养，发现苯胺能够有效促进微生物的生长，而2-氨基嘧啶与SD具有相似的抑制性。将苯胺和2-AP共N加入微生物以模拟SD的光解产物时，发现其对微生物仍有良好的促进效果。这说明光照后的SD对于微生物的抑制性的缓解作用主要是由苯胺造成的，进一步验证了所推测的降解途径。 (3)根据物料平衡和电子平衡，对SD的光解途径进行推断，并对其降解机理进行探讨。认为在SD的光解过程中，在对氨基苯磺酸转化为苯胺，苯胺进一步转化为2-羟基-2,4-己二烯二酸的过程屮释放大量电子，由此加速了SD的降解，这一效应属丁共基质的作用。 (4)根据物料平衡和电子平衡，对SD的生物降解途径进行推断，发现其与SD的光解途径存在较大不同，降解过程屮N、S基本以离子形式完全释放出来，同时释放co2。 综-卜.所述，通过光解后的磺胺嘧啶不仅可使微生物的抑制性得到缓解，同时可以有效提高磺胺嘧啶的降解效率，通过深入探讨SD在紫外照射下的降解，了解其光解和生物降解的途径及不同，内蒙古嘧啶为更好降解磺胺嘧啶及类似难降解有机物提供经验和借鉴。