地区：上海市 宝山区
关键词：昆明理工大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001409
成果描述：
| 抗生素的环境风险引起了全球性的广泛关注，该研究以对抗生素类污染物的行为描述和风险控制为目标，深入探讨抗生素在固体颗粒上的吸附机制，特别是环境条件变化对这个吸附过程的控制性影响，考察固体颗粒上的表面官能团、液相中的溶解有机质（DOM）浓度、pH和离子强度对抗生素吸附特征的影响；筛选可以对抗生素风险进行控制的固体颗粒，为抗生素环境归趋和风险预测提供直接工具。该项目的重要科学发现有以下4个方面：首次定量地描述了抗生素不同形态对其在碳基颗粒上吸附的贡献。发现憎水性作用是抗生素中性分子的主要吸附机制，而离子态抗生素的吸附主要受静电作用的控制；抗生素的分子结构决定了其作为电子供受体的能力，通过影响-作用机制而改变抗生素的吸附行为；基于密度泛函理论对氢键键长及键能的计算，确定抗生素与碳基颗粒之间的氢键作用是重要的吸附机制。首次对碳基颗粒在液相中暴露的表面积进行有效识别，建立了分散态碳基颗粒对抗生素的吸附能力与其液相比表面积之间的关联。碳基颗粒一旦分散，其吸附容量可以提高两个数量级以上；通过液体核磁共振技术发现分散态碳基颗粒的液相比表面积是聚合态碳基颗粒的两个数量级以上。分散态碳基颗粒对抗生素具有极强的吸附能力，表现出极高的风险控制能力，这与其增大的液相比表面积直接相关。采用创新性的数据处理方式定量地描述并证明了多种抗生素共存体系中补充吸附与竞争吸附同时存在，提出对不同性质吸附点位能量分布的识别是理解竞争吸附和补充吸附的前提。发现高碳底泥热解生物炭对抗生素表现出高吸附、强解吸滞后等特征，能够有效控制抗生素的环境风险。成果鉴定专家组也一致评价：”项目取得了一系列研究成果，解决了抗生素环境行为及风险控制中机理性的关键问题，开发了新的实验手段和数据处理方法，为理解抗生素类物质的环境行为提供了理论依据和技术基础，原创性强。总体上达到了国际先进、国内领先的水平”。 |
