CN109607750A - 一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，向含有糖皮质激素的污水中，通入臭氧气体，反应即可氧化去除糖皮质激素。本发明具有操作简单、反应条件温和、适用范围广、降解效率高、处理效果稳定、环境友好、工业化应用前景大等优点。
Description
技术领域
本发明涉及含糖皮质激素类污染物的环境介质的处理，具体地说是一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法。
背景技术
糖皮质激素是参与几乎所有生理过程调节的一类重要的内分泌激素，主要通过与糖皮质激素受体的结合产生作用，具有调节脊椎动物的能量代谢、免疫功能和应激反应等生理作用。由于其重要的生理作用，大约30种以上的糖皮质激素被应用于医疗用途，是最常用的处方药之一，适用于治疗许多人类病症，包括过敏、皮肤问题、哮喘和关节炎等疾病。另外，糖皮质激素也是畜牧业中常用的药物，具有解热、抗炎和抗过敏的作用，常被用于治疗家畜的炎症反应、免疫性疾病、牛的酮病等。除治疗作用外，糖皮质激素还可提高饲料转化率，从而增加动物体重，所以一再被养殖户滥用。
糖皮质激素极性较强且不易吸附于生物体，因此随着人类和哺乳动物排泄进入环境，最初大部分都是以无生物活性的结合态存在，进入环境后逐步发生解离而成为具有生物活性的自由态糖皮质激素。在过去的几十年中，天然和人工合成的糖皮质激素消费量稳定增长，并经过使用或直接排放进入自然环境，成为了环境水体中潜在污染物，并且可能已经达到了对人类和水生生物造成负面影响的水平。研究表明，短期低剂量的糖皮质激素可能只会引发动物的适应反应，但是长时间高剂量的糖皮质激素可能会导致生物出现一系列生理障碍，如免疫反应抑制、生长抑制和生理状况恶化等。
目前，关于糖皮质激素对环境中生物体的暴露危害及生态风险等方面的研究仍处于起步阶段。而城市污水处理厂常规污水处理工艺基本不能去除水中残留的糖皮质激素类物质，甚至可能激活或促进糖皮质激素代谢产生具有雄性激素或者具有其他内分泌活性的物质，并在环境中逐渐累积形成更高浓度、产生更严重危害。Piram等人分析了法国一个污水处理厂进出水中的9种天然和合成糖皮质激素，发现可的松、氨化可的松、布地奈德和氟轻松在出水中的浓度均高于进水，这些研究结果都表明结合态激素在环境中的存在，且可在污水处理工艺或一定环境条件下发生裂解因而活性增强，进一步增大糖皮质激素类污染物对环境的威胁。
考虑到生态安全、人类健康，以及糖皮质激素的毒性及蓄积性，在污水处理厂出水排入环境水体或作为再生水回用之前，以及地表水或地下水作为饮用水之前，必须有效去除糖皮质激素污染物。但目前关于糖皮质激素的研究较少，有必要寻找一种有效去除糖皮质激素的方法，降低糖皮质激素对生态安全和人类健康的威胁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种操作简单易行，反应条件温和，适用范围广，降解效率高，处理效果好，工业化应用前景大的一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法。
为了解决上述问题，本发明采用了以下技术方案：
一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，向含有糖皮质激素的污水中，通入臭氧气体，反应即可氧化去除糖皮质激素。
优选地，所述污水中糖皮质激素的质量浓度为10-3～25mg/L。
优选地，所述污水的pH值为3～11。
优选地，所述的臭氧由臭氧发生器以氧气为气源产生，臭氧流量为19～67mg/L。
优选地，所述反应的时间为0.1～7分钟。
优选地，所述糖皮质激素为以下结构式中的任意一种或几种：
优选地，所述糖皮质激素包括：
中的任意一种。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：
(1)反应条件温和，可有效降解糖皮质激素。目前，有关糖皮质激素的研究较少，几乎没有能有效去除糖皮质激素的方法报道。本发明利用臭氧的强氧化性及其在水中产生的自由基等实现糖皮质激素污染物的去除。主要调节臭氧通入量19-67mg/L，反应时间为0.1-7分钟，反应pH为3-11。在反应7分钟的情况下，该方法实现的糖皮质激素的去除率基本都在70％以上。
(2)操作方法简单，反应条件适用范围广。本发明采用臭氧发生器产生臭氧并通入含有糖皮质激素的污水中，反应温度不限，适用污水的pH值为3-11，水中糖皮质激素的浓度范围为10-3-25mg/L。
(3)处理效果稳定，工业化应用前景大。本发明所述的臭氧氧化技术目前已在水处理中应用广泛，臭氧氧化能力强，能够氧化分解难降解的糖皮质激素污染物且处理效果稳定，因此臭氧氧化去除污水中的糖皮质激素污染物具有较高的工业化应用前景。
(4)环境友好。本发明所述的臭氧氧化技术是一种高效、清洁的氧化技术，不会对环境产生二次污染。
附图说明
图1为通入不同浓度臭氧19-67mg/L的条件下，反应0.1-7分钟时氟轻松的去除率图；
图2为通入不同浓度臭氧19-67mg/L的条件下，反应0.1-7分钟时曲安奈德的去除率图；
图3为通入不同浓度臭氧19-67mg/L的条件下，反应0.1-7分钟时丙酸氯倍他索的去除率图；
图4为通入19mg/L臭氧的条件下，溶液初始pH为4-7.7时，反应0.1-7分钟时氟轻松的去除率图；
图5为通入19mg/L臭氧的条件下，溶液初始pH为4-7.7时，反应0.1-7分钟时曲安奈德的去除率图；
图6为通入19mg/L臭氧的条件下，溶液初始pH为4-7.7时，反应0.1-7分钟时丙酸氯倍他索的去除率图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法：
首先配置25mg/L的含氟轻松、曲安奈德和丙酸氯倍他索的糖皮质激素溶液，初始pH值为6.2，分别向体系中通入臭氧19mg/L、31mg/L、38mg/L、59mg/L、67mg/L，反应0.1-7分钟。不同臭氧通入量的条件下，不同时间内三种目标糖皮质激素的去除率如图1-3，目标污染物的去除率均随通入臭氧浓度的增加和反应时间的延长而增大。在通入臭氧浓度为59mg/L的条件下，反应7分钟后，三种目标污染物的去除率均达70％以上。
实施例2
一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法：
在实施例1的基础上，选用通入浓度为19mg/L的臭氧，分别调节溶液pH为4、5、6.7和7.7，反应0.1-7分钟，三种目标糖皮质激素的去除率如图4-6所示。三种目标糖皮质激素均表现为酸性条件下有一定的促进作用，偏碱性条件下会有略微的抑制作用，但最终丙酸氯倍他索的去除率也能达到70％。
Claims (6)
1.一种利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，向含有糖皮质激素的污水中，通入臭氧气体，反应即可氧化去除糖皮质激素。
2.如权利要求1所述的利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，所述污水中糖皮质激素的质量浓度为10-3～25mg/L。
3.如权利要求1所述的利用臭氧氧化去除水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，所述污水的pH值为3～11。
4.如权利要求1所述的利用臭氧氧化去除污水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，所述的臭氧由臭氧发生器以氧气为气源产生，臭氧流量为19～67mg/L。
5.如权利要求1所述的利用臭氧氧化去除污水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，所述反应的时间为0.1～7分钟。
6.如权利要求1所述的利用臭氧氧化去除污水中糖皮质激素类污染物的方法，其特征在于，所述糖皮质激素包括：
结构式为 中的任意一种。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105692982A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-06-22 | 湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所 | 一种协同处理九种环境雌激素的降解及其评价方法 |
| CN106630279A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-10 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 城市污水再生利用病原微生物控制装置及运行方法 |
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2019
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