β-内酰胺类抗生素臭氧氧化机理与降解途径

摘要

为考察β-内酰胺类抗生素在臭氧氧化过程中的降解规律与特征,采用臭氧直接氧化法处理水中4种典型β-内酰胺类抗生素。研究不同pH值条件下臭氧氧化典型β-内酰胺类抗生素的降解效果,利用淬灭实验探究降解机理,分析中间产物并推测降解路径。研究结果表明:改变pH值对阿莫西林和头孢氨苄降解效果没有显著影响,酸性条件对青霉素钠降解有抑制,碱性条件对头孢曲松钠降解有促进。淬灭实验结果表明:叔丁醇(TBA)对阿莫西林和头孢氨苄的降解有一定的促进作用,说明阿莫西林和头孢氨苄的降解由臭氧分子直接氧化主导;随着TBA浓度的升高,对青霉素钠和头孢曲松钠的抑制效果更加显著,说明青霉素钠和头孢曲松钠以羟基自由基(·OH)间接氧化为主导。阿莫西林、头孢氨苄、青霉素钠和头孢曲松钠臭氧氧化过程中分别生成了4、6、3、3种主要中间产物,降解途径包括β-内酰胺环断裂、去甲基化、水合反应、加成反应等过程。