第一作者：osmas Lalas
通讯作者：Prof. Zacharias Frontistis
通讯单位：希腊西马其顿大学
DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.157378
Scheme 1. Ampicillin structural formula
Fig. 1. (a) Effect of SPS concentration in the destruction of 0.5 mg L−1 AMP: T = 50 °C, inherent pH . (b) kobs values as a function of SPS concentration.
Fig. 2. (a) Effect of reaction temperature in the degradation of 0.5 mg L−1 AMP: [SPS]0 = 50 mg L−1, inherent pH. (b) kobs values as a function of reaction temperature.
Fig. 3. (a) Effect of the initial AMP loading: [SPS]0 = 50 mg L−1, T = 50 °C, inherent pH. (b) kobs values as a function of initial AMP concentration.
Fig. 4. (a) Effect of the initial pH in the AMP - degradation: [SPS]0 = 50 mg L−1, [AMP]0 = 0.5 mg L−1, T = 50 °C. (b) kobs values as a function of the initial pH.
Fig. 5. (a) Effect of synthetic water matrices in the AMP - degradation: [SPS]0 = 50 mg L−1, [AMP]0 = 0.5 mg L−1, T = 50 °C. (b) Effect of actual water matrices in the AMP - degradation: [SPS]0 = 50 mg L−1, [AMP]0 = 0.5 mg L−1, T = 50 °C. (c) kobs values as a function of the artificial and actual water matrices.
Fig. 6. Effect of MeOH (0.1 M) and TBA (0.1 M) in the AMP - degradation: [SPS]0 = 50 mg L−1, [AMP]0 = 0.5 mg L−1, T = 50 °C.
Fig. 8. Inhibition (%) of AMP to Chlorella sorokiniana.
Fig. 9. Inhibition (%) of Chlorella sorokiniana growth during thermally activated persulfate process
本工作研究了β-内酰胺类抗生素氨苄西林在热激活过硫酸盐系统中的降解情况。研究了各种参数，以评估它们对工艺效率的影响，同时特别强调了识别中间产品和生态毒性检查。从这项研究中得出的最重要的结论可以归纳如下。
所研究的系统在50℃和固有的pH值下，使用50mg L-1的SPS，在45分钟内实现了对500μg L-1 AMP的消除。AMP的去除遵循伪一阶动力学。
增加氧化剂浓度和更高的温度明显加速了AMP的降解。在50℃下使用250 mg L-1 SPS，仅在15分钟的反应时间内就可以达到AMP的完全去除。
在AMP负荷增加或碱性条件下，观察到延缓现象。腐殖酸和碳酸氢盐的存在阻碍了氧化作用的进行。
在实际水基中进行的实验表明，其复杂性大大降低了AMP的去除率。因此，关于工业应用，在具体的配置和优化操作参数之前，水基质的特征是至关重要的。
AMP的氧化是由硫酸盐和羟基自由基进行的。硫酸自由基被发现是固有pH值下的主要氧化物种。
在与小球藻的实验中，计算出AMP的EC50值等于187mg L-1。
通过HRMS分析，检测到AMP的7个TPs。然而，在反应45分钟和120分钟后，没有观察到毒性增加，这表明在有关条件下没有形成有毒的副产品。
(1) Lalas, K.; Arvaniti, O. S.; Zkeri, E.; Nika, M. C.; Thomaidis, N. S.; Mantzavinos, D.; Stasinakis, A. S.; Frontistis, Z. Thermally activated persulfate oxidation of ampicillin: Kinetics, transformation products and ecotoxicity. Sci Total Environ 2022, 846, 157378.
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.157378
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