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典型β-内酰胺类抗生素在臭氧氧化降解过程中毒性变化规律研究

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环境科学学报 2023年第5期43卷 206-215页

作者：敖蒙蒙魏健熊兆锟郭壮赖波宋永会中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 辽宁大学环境学院沈阳110036 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京100012 四川大学建筑与环境学院中德水环境与健康研究中心成都610065

β-内酰胺类抗生素应用广泛,近些年来在各类水体中频繁检出,其在水处理工艺过程中的毒性控制越来越受到重视.本文以4种典型β-内酰胺类抗生素为目标污染物,采用臭氧氧化和急性毒性试验等研究其在臭氧氧化过程中急性生物毒性变化规律,采... 详细信息

β-内酰胺类抗生素应用广泛,近些年来在各类水体中频繁检出,其在水处理工艺过程中的毒性控制越来越受到重视.本文以4种典型β-内酰胺类抗生素为目标污染物,采用臭氧氧化和急性毒性试验等研究其在臭氧氧化过程中急性生物毒性变化规律,采用毒性预测软件T.E.S.T.评估了4种抗生素及其氧化降解中间产物的生态毒性,并分析了中间产物(TP)结构与生物毒性之间的定量构效关系.结果表明,青霉素钠(PG)和头孢曲松钠(CS)在臭氧氧化过程中急性毒性升高,阿莫西林(AMX)和头孢氨苄(CLX)毒性变化未呈明显规律性;随着溶液pH值的升高,臭氧氧化PG和CS反应速率加快且生成更多高毒性中间产物,导致反应体系毒性增强.毒性评估结果表明,4种抗生素被认定为大鼠LD_(50)的“有毒”、非发育性毒物和致突变阴性,多数产物被认定为大鼠LD_(50)的“非常有毒”、发育毒物和致突变阳性.综合急性毒性试验和T.E.S.T.预测结果表明,反应终点毒性增强的主要原因是母体污染物分解但生成的高毒性中间产物并未被矿化,需通过加大臭氧剂量或延长反应时间以降低体系毒性.

关键词： β-内酰胺类抗生素臭氧氧化发光细菌 QSAR方法 T.E.S.T.软件毒性

新冠肺炎疫情对医院污水防控体系建设的影响及启示

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土木与环境工程学报（中英文） 2020年第6期42卷 134-142页

作者：熊兆锟刘文曹剑钊刘杨张恒江燕妮杨冀峰赖波四川大学建筑与环境学院中德水环境与健康研究中心成都610065 北京大学环境科学与工程学院水沙教育部重点实验室环境工程系北京市新型污水深度处理工程技术研究中心北京100871 北京大学第三医院基建处北京100871 中国医学装备协会医院建筑与装备分会医院水系统研究中心成都610065

医院污水来源及成分复杂,含有病原性微生物、药物及其代谢产物、抗性基因、重金属和造影剂等,不经有效处理将成为一条疫病扩散的重要途径和严重的环境污染源。药物等新兴污染物在全球范围内的出现,成为水环境和水污染控制的热点研究内容... 详细信息

医院污水来源及成分复杂,含有病原性微生物、药物及其代谢产物、抗性基因、重金属和造影剂等,不经有效处理将成为一条疫病扩散的重要途径和严重的环境污染源。药物等新兴污染物在全球范围内的出现,成为水环境和水污染控制的热点研究内容,而医院污水又是新兴污染物重要来源之一。基于目前新冠肺炎疫情特殊时期对医疗系统防控体系的影响,阐述了医院污水中药物和病原微生物的分布情况,概括了医院污水处理技术的进展及问题,提出了医院污水处理技术的未来发展方向。在新冠肺炎疫情的特殊情况下,医院污水防控体系的建设需要更高的要求和标准。其中,药物降解与病原微生物同步杀灭将是未来医院污水处理技术及装备开发的“热土”。

关键词：医院污水药物病原微生物防控体系同步消毒降解

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高级氧化技术中活性氧物种的调控策略与机制

科学通报 2024年

作者：何传书孙鸶董玉丹杨树润谢智慧周鹏张恒刘杨熊兆锟赖波四川大学建筑与环境学院四川大学中德水环境与健康研究中心

新污染物风险防范得到前所未有的重视,其治理成为“十四五”生态环境保护工作重点.高级氧化技术(AOPs)已被证实可通过产生氧化电势较高的活性氧物种(ROS)降解多种新污染物.现阶段AOPs去除新污染物的研究较多关注如何调节催化剂的性能,... 详细信息

新污染物风险防范得到前所未有的重视,其治理成为“十四五”生态环境保护工作重点.高级氧化技术(AOPs)已被证实可通过产生氧化电势较高的活性氧物种(ROS)降解多种新污染物.现阶段AOPs去除新污染物的研究较多关注如何调节催化剂的性能,进而提高有机污染物的降解效率.然而,本课题组前期研究发现有机污染物的分子结构对污染物的降解效果和降解中起主导作用的ROS的影响.因此基于实际废水中污染物的分子结构表征结果有目的性地大量产生某种ROS,有望显著降低工程试错成本、提高药剂和活性物种的利用效率.本文基于作者前期的研究成果,梳理了现阶段高级氧化体系中自由基、单线态氧和高价金属的调控方法及机制,并对目前在AOPs领域中关于活性物种选择性生成的研究提出了建议与展望,以期为实现新污染物的精确氧化提供参考.

关键词：高级氧化技术活性氧物种新污染物降解调控方法

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单原子催化剂在类芬顿水处理领域的研究进展

应用化学 2024年第2期41卷 217-229页

作者：孙天礼朱国何海黄炳坤熊兆锟赖波中国石化西南油气分公司采气二厂阆中637400 四川大学建筑与环境学院中德水环境与健康研究中心成都610065

单原子催化剂(SACs)以其独特的结构和特性,特别是在最大限度地利用原子和提高内在催化活性方面受到了广泛的关注。近年来,基于SACs的高级氧化技术(AOPs)已成为水污染控制研究中的一个新兴领域,广泛应用于去除各种难降解有机污染物。本... 详细信息

单原子催化剂(SACs)以其独特的结构和特性,特别是在最大限度地利用原子和提高内在催化活性方面受到了广泛的关注。近年来,基于SACs的高级氧化技术(AOPs)已成为水污染控制研究中的一个新兴领域,广泛应用于去除各种难降解有机污染物。本文分析了SACs的合成及表征方法,着重介绍了SACs在不同类芬顿催化反应中的性能及其作用机理。此外,还介绍了将SACs固定在膜状或柱状过滤器上连续流的测试,以探究SACs在类芬顿反应中实际应用的潜力。最后,对合理的SACs设计、类芬顿反应机理探索等方向进行了展望,旨在提高SACs应用于类芬顿反应在实际废水处理中的应用潜力。

关键词：单原子催化剂类芬顿反应污染物降解

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医院污水处理技术研究进展

工业水处理 2024年第2期44卷 27-38页

作者：辜凌云史鸿乐陈可欣余春秀徐威吴怡熊兆锟赖波四川省生态环境科学研究院四川成都610041 四川大学建筑与环境学院四川成都610065

医院污水来源及成分复杂,含有病原微生物、药物及其代谢产物、重金属、造影剂及抗性基因等。在国内新冠肺炎疫情反复的特殊时期,医院病人数快速增加,污水中相应的各类治疗药物、消毒药剂、病原微生物等大幅增加,如果不对污水进行有效处... 详细信息

医院污水来源及成分复杂,含有病原微生物、药物及其代谢产物、重金属、造影剂及抗性基因等。在国内新冠肺炎疫情反复的特殊时期,医院病人数快速增加,污水中相应的各类治疗药物、消毒药剂、病原微生物等大幅增加,如果不对污水进行有效处理,切断病原微生物和有毒有害物质进入环境的途径,将产生二次污染风险。从医院污水主要成分和特征出发,结合国家和省级相关政策和技术规范要求,分析现阶段国内医院污水处理现状和存在的问题,梳理现有医院污水常规和前沿治理技术,并提出相关对策和建议,以期为我国医院污水治理提供一定技术参考。

关键词：医院污水处理现状治理技术

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医疗污水中新污染物特征与环境归趋研究进展

工业水处理 2024年第8期44卷 1-12页

作者：陈可欣辜凌云余春秀熊兆锟王学杰刘方吴怡赖波四川省生态环境科学研究院四川省新污染物治理与环境健康工程技术研究中心四川成都610041 四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川省医学科学院·四川省人民医院四川成都610072 四川省环保科技工程有限责任公司四川成都610045

由新污染物引发的环境健康问题已成为全球的关注热点,医疗机构排放的污水是环境中新污染物的重要来源之一,针对当前重点传染病防控常态化时期医疗污水中新污染物浓度大幅提升、对自然水体及生态环境潜在危害增大等现象,综述了医疗污水... 详细信息

由新污染物引发的环境健康问题已成为全球的关注热点,医疗机构排放的污水是环境中新污染物的重要来源之一,针对当前重点传染病防控常态化时期医疗污水中新污染物浓度大幅提升、对自然水体及生态环境潜在危害增大等现象,综述了医疗污水中包含的抗生素、内分泌干扰素、潜在新污染物的种类和浓度,探讨了医疗污水中新污染物在环境中的去向、去除率及环境贡献量,进一步阐述了医疗污水中新污染物的单一化合物毒性及综合毒性,指出我国现有医疗机构污水排放标准未针对新污染物进行管控,而传统的污水处理工艺难以实现对新污染物的有效去除,针对医疗污水的规范化处理与深度处理新技术的研发势在必行。

关键词：医疗污水新污染物环境贡献量环境归趋环境毒性

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β-内酰胺类抗生素臭氧氧化机理与降解途径

土木与环境工程学报（中英文） 2021年第6期43卷 187-196页

作者：敖蒙蒙刘利魏健宋永会陈婷婷熊兆锟赖波陈忠林辽宁大学环境学院沈阳110036 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京100012 海天水务集团股份公司成都610041 四川大学建筑与环境学院中德水环境与健康研究中心成都610065

为考察β-内酰胺类抗生素在臭氧氧化过程中的降解规律与特征,采用臭氧直接氧化法处理水中4种典型β-内酰胺类抗生素。研究不同pH值条件下臭氧氧化典型β-内酰胺类抗生素的降解效果,利用淬灭实验探究降解机理,分析中间产物并推测降解路... 详细信息

为考察β-内酰胺类抗生素在臭氧氧化过程中的降解规律与特征,采用臭氧直接氧化法处理水中4种典型β-内酰胺类抗生素。研究不同pH值条件下臭氧氧化典型β-内酰胺类抗生素的降解效果,利用淬灭实验探究降解机理,分析中间产物并推测降解路径。研究结果表明:改变pH值对阿莫西林和头孢氨苄降解效果没有显著影响,酸性条件对青霉素钠降解有抑制,碱性条件对头孢曲松钠降解有促进。淬灭实验结果表明:叔丁醇(TBA)对阿莫西林和头孢氨苄的降解有一定的促进作用,说明阿莫西林和头孢氨苄的降解由臭氧分子直接氧化主导;随着TBA浓度的升高,对青霉素钠和头孢曲松钠的抑制效果更加显著,说明青霉素钠和头孢曲松钠以羟基自由基(·OH)间接氧化为主导。阿莫西林、头孢氨苄、青霉素钠和头孢曲松钠臭氧氧化过程中分别生成了4、6、3、3种主要中间产物,降解途径包括β-内酰胺环断裂、去甲基化、水合反应、加成反应等过程。

关键词： β-内酰胺类抗生素臭氧中间产物降解途径

高级氧化技术在医院污水低碳无害化处理中的研究与应用

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能源环境保护 2024年第1期38卷 52-64页

作者：熊兆锟辜凌云王莘皓陈可欣赖波四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川省生态环境科学研究院四川成都610041

医院污水中存在抗生素、内分泌干扰物等新污染物,这些污染物很难通过常规的生化处理方法有效去除。同时,在重点传染病频发的情况下,对医院污水中病原微生物的消杀能力也有待提高。近年来,国内外学者采用高级氧化技术有效降解医院污水中... 详细信息

医院污水中存在抗生素、内分泌干扰物等新污染物,这些污染物很难通过常规的生化处理方法有效去除。同时,在重点传染病频发的情况下,对医院污水中病原微生物的消杀能力也有待提高。近年来,国内外学者采用高级氧化技术有效降解医院污水中的抗生素等药物类污染物,同时灭活病原体。然而,高级氧化技术成本高、能耗大和可能产生有毒有害副产物的缺点,限制了其在实际工程中的广泛应用。本文对国内外关于高级氧化技术处理医院污水的研究现状进行了综述。首先介绍了芬顿氧化、活化过硫酸盐、过氧乙酸氧化、臭氧氧化和电化学等高级氧化技术的原理和应用。此外,还对基于电化学的协同催化氧化技术进行了介绍,针对实际医院污水的低碳无害化高级氧化处理工艺与装备进行了总结。最后,对我国目前医院污水低碳无害化处理过程中存在的问题进行了分析,并展望了未来的研究方向。

关键词：医院污水低碳无害化处理协同催化技术与装备

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双回路控制下拖拉机发动机管理系统的设计

农机化研究 2025年第2期47卷 249-253页

作者：黎世锟广西电力职业技术学院南宁530007

随着拖拉机发动机控制系统的复杂性在不断增加,拖拉机发动机扭矩管理系统需要满足多种工况需求,配备多种传感器和执行器,同时具备高效能和燃油经济性。为此,设计了基于双回路速度跟踪控制的拖拉机发动机扭矩管理系统,通过两个回路实现... 详细信息

随着拖拉机发动机控制系统的复杂性在不断增加,拖拉机发动机扭矩管理系统需要满足多种工况需求,配备多种传感器和执行器,同时具备高效能和燃油经济性。为此,设计了基于双回路速度跟踪控制的拖拉机发动机扭矩管理系统,通过两个回路实现对发动机扭矩的精确控制,其中一个回路用于速度跟踪,另一个回路用于调节发动机扭矩。通过精确的速度控制和扭矩管理,系统可以在不同工况下实现高效的能量利用和优化的运行性能。试验结果表明:系统能够有效地实现发动机扭矩的准确控制,提高了拖拉机的整体性能和燃油经济性。研究结果旨在改进拖拉机发动机控制系统的性能,提高其适应多种工况的能力,并实现更高的燃油经济性。

关键词：拖拉机发动机双回路速度跟踪控制扭矩管理系统多工况需求参数配置