碳材料吸附去除水中抗生素的研究进展

李家成,田湉,王佳豪,许锴,林子增,王郑

(南京林业大学 土木工程学院，江苏 南京 210037)

抗生素在人类和兽医疾病预防和治疗、促进生长的农业和水产养殖业中有着广泛的应用[1]。由于传统的生物处理可能无法降解抗生素，导致抗生素可以作为母体或转化产物释放到环境介质中[2]。证据表明，它们存在于地表水资源中，并可能导致细菌产生抗生素耐药性[3]。目前，在城市污水、地表水、地下水、饮用水中经常检测到多种抗生素[4]，比如四环素类、磺胺类、β-内酰胺类等，都对水体造成不同程度的污染。抗生素影响生态系统，威胁人类健康，因此，去除抗生素的方法已成为环境管理和保护人类健康的热门课题[5]。

在废水中的抗生素的去除技术中，考虑到传统水处理方法不容易降解或去除抗生素，因此有必要采用更具体和更有效的方法[6]。吸附法因其去除效率高、环境友好、易于制备而被认为是最有前途的方法之一[7]，它是通过吸附剂将目标分子或离子从液体中吸附出来而实现的[8]。目前使用了许多吸附剂，包括活性炭、石墨烯和介孔材料等[9]。

1 碳材料对水中抗生素的吸附机理

从最原始的活性炭到最具创新性的改性生物炭，再到现在具有发展潜力的新型纳米碳材料，碳材料在抗生素的吸附过程中发挥着重要作用[10]。碳材料与抗生素之间的吸附相互作用可以描述为物理吸附、化学吸附和静电相互作用[11]。下面讨论活性炭、多孔炭和石墨烯三种碳材料对抗生素的吸附机理。……