利用颗粒活性炭去除水中的抗生素万古霉素和利福平

《Water》：Removal of Antibiotics Vancomycin and Rifampicin from Water by Granular Activated Carbon

　　

摘要

本研究在多种操作条件下，探讨了三种颗粒活性炭从水介质中去除万古霉素和利福平的效果。人们对万古霉素（治疗严重革兰氏阳性感染的最后一道防线抗生素）和利福平（结核病一线联合治疗的关键成分）的抗药性问题日益关注。然而，关于这些抗生素在水生环境中的吸附机制的研究却相对较少。本研究评估了温度（5–45°C）、pH值（3–11）、接触时间（最长336小时）以及初始吸附物浓度（5–100 μg.mL^?1）对活性炭去除抗生素效率的影响。结果表明，所有吸附过程主要受物理吸附控制，其吸附焓值介于5.97 kJ.mol^?1至21.19 kJ.mol^?1之间（均低于40 kJ.mol^?1）。温度对吸附过程的影响有限；而接触时间、初始吸附物浓度和溶液pH值则对去除和保留水中的抗生素具有显著作用。抗生素的特性及其吸附剂的孔径结构决定了吸附效果。颗粒内扩散分析表明，这些抗生素从水中的去除速率不仅受颗粒内扩散控制，还遵循特定的传输机制：万古霉素的去除过程包括三个步骤（体积传输、通过边界层以及扩散进入微孔）；利福平的去除过程包括两个步骤（通过边界层以及扩散进入中孔）。