模拟水中溶解性有机质和金属离子对磺胺嘧啶光化学行为的影响开题报告
2021-12-30 09:12
全文总字数:4446字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
抗生素广泛应用在人类医疗、水产养殖和畜禽养殖等方面,用来抑制和杀灭细菌,治疗各种细菌性感染或抑制致病微生物感染。抗生素主要包括磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类、四环素类、β-内酰胺类等。抗生素主要用在水产养殖、畜禽养殖和人类医疗方面,来抑制或杀灭细菌。近年来,由于抗生素的滥用,大量抗生素被排放到环境中并且被频繁检出。抗生素给水环境带来了许多负面影响,例如,环境中的抗生素能够引起菌群产生抗药性进而破坏生态环境,特别是其能够引起“超级耐药细菌”的出现,这些都警示我们需要关注抗生素的污染。sdz是检出量较高的一种磺胺类抗生素。目前有许多关于sdz的环境行为与归趋的研究。
磺胺嘧啶(sdz)是一种磺胺类抗生素,具有光谱抗菌性,并且性质稳定、产量大、品种多,其环境检出量在抗生素中较大。sdz在自然水环境中检出较高,wei等人报道我国江苏省农田附近的表面水中sdz是检出最频繁的抗生素之一,占总检出的55%,检出最大浓度为17.0 μg l-1。我国的黄河、海河、辽河和大连海域中sdz是抗生素中的主要检出物。hartig等人报道德国的生活污水中sdz检出浓度达到10~100 ng l-1。新加坡的海水和表面淡水均检测到了sdz。sdz还能够从动物粪液转移到土壤中,澳大利亚的动物粪便及土壤中的sdz浓度达到mg kg-1级。
近年来,抗生素滥用非常严重,据统计,全球每年抗生素的消耗量为10到20万吨。水环境中的抗生素常具有较短的降解半衰期,但由于持续排放而呈现持续存在的状态,表现出“假持久性”。抗生素的持续生产、使用和排放已经造成多类水体污染,长期暴露可诱发细菌抗药性,影响生态平衡,“超级耐药细菌”的出现警示我们需要关注抗生素污染。一些抗生素的光化学反应会对生物产生光致毒性,例如,磺胺噻唑和磺胺二甲嘧啶等磺胺类抗生素在光照时能产生ros,导致大型溞的氧化损伤,表现出光敏化毒性。抗生素包括sdz的水环境行为、归趋及生态风险评价成为近年国际研究的前沿和热点。
2. 研究的基本内容
采用DFT方法,通过计算NBO电荷、电子自旋密度和氢/质子转移过程等来研究三种金属离子(Mg2 , Ca2 和Zn2 )对SDZ三重敏化光解的影响。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实施方案:
在明确总体实验方向的基础上,理解实验研究目的及意义,对实验有一个整体的把握。随后总结查阅大量相关文献,了解有关于重金属离子与磺胺嘧啶对于水体环境污染的研究进展,根据其性质结合研究基础,考虑实际情况下,本论文通过量子化学计算,研究典型持久性有机污染物及新兴有机污染物的光化学行为,探究污染物的光解反应机理及预测光解反应的主要路径和产物。
进度安排:
4. 参考文献
kmmerer, k., antibiotics in the aquaticenvironment – a review – part Ⅰ[j].chemosphere, 2009, 75: 417-434.
zuccato,e., castiglioni, s., bagnati, r., et al. source, occurrence and fate ofantibiotics in the italian aquatic environment [j]. journal of hazardousmaterials, 2010, 179: 1042-1048.
yu, z.,zhang, j., chen, x., et al. inhibitions on the behavior and growth of thenematode progeny after prenatal exposure to sulfonamides at micromolar concentrations[j]. journal of hazardous materials, 2013, 250–251: 198-203.
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