编辑推荐：
卡马西平（CBZ）难经生物法处理。研究探讨氧化石墨烯（GO）生物还原对其厌氧共代谢降解的诱导作用。发现 0.05 和 0.1 g GO?g-1 VS 投加量下，48 h 内 CBZ 去除率超 75% 和 90%，序批投加策略可达超 95% 去除率，为处理难降解有机物提供新策略。
在现代废水处理领域，各类新兴有机污染物的去除一直是备受关注的难题。卡马西平（Carbamazepine，CBZ）作为一种常用于治疗癫痫的抗惊厥药物，因其化学结构稳定，在常规的好氧和厌氧生物废水处理过程中表现出极强的持久性，去除效率低下，长期存在于水体中可能对生态环境和人类健康构成潜在威胁。因此，开发针对这类难降解有机污染物的高效处理技术迫在眉睫。
为解决卡马西平在生物处理中的顽固性问题，来自西班牙赫罗纳废水处理厂相关研究机构的研究人员开展了一项关于氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）生物还原诱导卡马西平厌氧共代谢生物转化的研究。该研究成果发表在《Environmental Pollution》上，为废水处理中难降解有机物的去除提供了新的思路和方向。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：以西班牙赫罗纳废水处理厂厌氧反应器中的厌氧污泥作为接种物，将其在 37℃下预培养 10 天，以消耗污泥中残留的底物；通过向反应体系中添加不同剂量的氧化石墨烯，监测卡马西平的去除效率及甲烷生产动力学变化；利用结构解析手段对卡马西平的主要转化产物进行鉴定。
氧化石墨烯投加量对卡马西平去除效率的影响
研究发现，当氧化石墨烯的投加量分别为 0.05 g GO?g-1 VS 和 0.1 g GO?g-1 VS 时，在 48 小时内卡马西平的去除率分别超过 75% 和 90%。这表明氧化石墨烯的添加能够显著促进卡马西平的厌氧生物转化，且投加量与去除效率呈正相关。
序批投加策略对卡马西平去除的强化作用
进一步研究序批投加氧化石墨烯策略的效果，结果显示该策略可大幅提升卡马西平的厌氧生物转化效率，去除率超过 95%。这说明合理的投加方式能够更有效地激发厌氧微生物群落对卡马西平的共代谢降解能力。
卡马西平转化产物的结构解析
通过对卡马西平主要转化产物的结构解析，发现每次投加氧化石墨烯后，卡马西平的氮杂环发生环氧化反应，生成 10,11 - 环氧卡马西平，证实了生物转化是卡马西平去除的主要机制。这一发现明确了卡马西平在氧化石墨烯作用下的降解路径。
氧化石墨烯对甲烷生产的影响
研究同时考察了氧化石墨烯对甲烷生产动力学的影响。结果表明，生物还原生成的氧化石墨烯（bio-rGO）对甲烷生产产生负面影响，导致比产甲烷量降低，滞后阶段延长。这提示在实际应用中需要权衡氧化石墨烯对污染物去除和甲烷生产的双重作用。
结论与讨论
本研究表明，尽管卡马西平具有生物降解持久性，但在厌氧条件下，通过氧化石墨烯的生物还原作用可有效诱导其共代谢转化。序批投加氧化石墨烯策略能够显著提高卡马西平的去除效率，为废水中难降解有机污染物的处理提供了一种新的可行策略。此外，研究还发现氧化石墨烯的添加会对甲烷生产产生一定抑制作用，这为后续优化废水处理工艺中污染物去除与能源回收的平衡提供了研究方向。该研究拓展了氧化石墨烯在环境治理领域的应用，为应对新兴有机污染物的挑战提供了重要的科学依据和技术支持。
