综述：阳极氧化（AO）与电芬顿（EF）工艺降解抗生素的比较研究

这篇综述系统比较了两种电化学高级氧化工艺（EAOPs）——阳极氧化（AO）和电芬顿（EF）在抗生素降解中的效能，重点分析了电极材料、pH值、电流密度等关键参数对降解效率、矿化潜力及残留毒性的影响，为应对抗生素污染引发的微生物耐药性（AMR）问题提供了技术参考。

　　

Abstract

制药废水中的抗生素残留（ng L^?1至μg L^?1级）已成为全球水环境治理的难题，其引发的微生物耐药性（AMR）威胁公共卫生安全。传统处理方法难以有效降解这类顽固污染物，而电化学高级氧化工艺（EAOPs）凭借高效矿化、低污泥产率等优势崭露头角。本文聚焦阳极氧化（AO）与电芬顿（EF）两大主流技术，揭示其通过羟基自由基（OH^•）攻击抗生素分子结构的核心机制，并对比分析电极材料（如硼掺杂金刚石BDD）、pH值（EF需酸性环境）、电流密度（10-100 mA cm^?2）等参数对四环素类/喹诺酮类抗生素降解效率的影响。

Introduction

抗生素通过医疗、农业排放进入水体，其环状结构导致传统生物处理失效。电芬顿（EF）依赖Fe²⁺/H₂O₂循环产生活性氧，而阳极氧化（AO）直接通过电极表面生成OH^•。两者相较，EF在pH 3时效率峰值达90%，但AO对宽pH范围适应性更强。

Effect of Operating Parameters

电极材料：BDD电极因宽电位窗口成为AO首选，EF则需阴极材料（如碳毡）高效转化O₂为H₂O₂。电流密度：30 mA cm^?2时EF矿化率较AO高15%，但能耗增加20%。初始浓度：10 mg L^?1磺胺甲恶唑在EF中120分钟降解98%，而AO需180分钟。

Residual Toxicity & Mineralization

EF过程可能产生硝基苯类中间体（毒性升高20%），但后续反应可完全矿化为CO₂；AO对环状结构开环效率更高，使BOD₅/COD比值从0.1提升至0.4，显著改善废水可生化性。

Limitations

EF需持续投加Fe²⁺，而AO电极成本占总投资60%。混合工艺（如AO-生物处理）可降低能耗40%，成为未来规模化应用方向。

Conclusion

AO与EF各具优势：EF适于高浓度抗生素快速降解，AO更适合复杂水质。结合智能控制系统与新型催化材料，EAOPs有望成为对抗AMR的关键技术。