人民網(wǎng)北京9月23日電（記者彭心韞 厲姣）固體、液體、氣體，是物質(zhì)通常存在的三種形態(tài)。神奇的等離子體，則是除了這三種形態(tài)之外的“物質(zhì)第四態(tài)”。近日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院宣布，該院的技術(shù)生物所黃青研究員課題組與安徽一環(huán)保科技企業(yè)合作，研發(fā)出低溫等離子體廢水處理技術(shù)，利用自行研制的醫(yī)療廢水處理一體機對喹諾酮類抗生素為代表的諾氟沙星進行降解處理。

什么是低溫等離子體技術(shù)？通過這項技術(shù)可以分解哪些抗生素殘留？對未來的環(huán)境將有怎樣的改善？近日，人民網(wǎng)強國論壇記者采訪了中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青。

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青

研發(fā)環(huán)保高效的抗生素廢水處理技術(shù)迫在眉睫

強國論壇記者：為什么要開發(fā)低溫等離子體這項技術(shù)？

黃青：一是我了解到我們國家目前比較需要降解抗生素的實用型新技術(shù)，二是發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外關(guān)于用等離子體技術(shù)處理水體抗生素還鮮有報道。2008年，我從美國回來后帶領(lǐng)我的課題組開始研究低溫等離子體對水體中物質(zhì)的作用，我們發(fā)現(xiàn)了低溫等離子體可以處理多種有機物、殺滅藍(lán)藻并降解藻毒素，有關(guān)研究成果后來被國內(nèi)外媒體廣泛報道過；在一個偶然的機會，我了解到國內(nèi)水體抗生素超標(biāo)嚴(yán)重，我就想，能否用低溫等離子體來降解抗生素、為水環(huán)境治理做點事呢？于是就開始了研究。

強國論壇記者：研發(fā)過程中遇到了哪些困難？

黃青：遇到過不少困難，從原理研究到實用性試驗再到最后形成產(chǎn)品推向市場，可以說一路走來都在克服困難。一般說來，低溫等離子體是一種高級氧化技術(shù)，但是，在適當(dāng)條件下，它的作用既有氧化性又有還原性，針對不同物質(zhì)的處理，需要研究各種作用方式和相關(guān)機理。在實用性方面，還要考慮和解決能耗問題，而要做成產(chǎn)品推向?qū)嵱�，必須和企業(yè)合作。在這方面，我們的合作企業(yè)給與了大力支持，把許多困難解決了。

低溫等離子體降解水體中抗生素效果明顯

強國論壇記者：低溫等離子技術(shù)的原理是什么？通過這項技術(shù)可以分解哪些抗生素殘留？

黃青：等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，人工取得的方法是兩個電極之間外加高電壓，當(dāng)達(dá)到擊穿電壓時氣體分子被電離產(chǎn)生的混合氣體就是等離子體。如果放電過程中雖然電子溫度很高，但重離子溫度很低，整個體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，即稱為低溫等離子體。低溫等離子體作用方式和產(chǎn)生物質(zhì)的成分比較復(fù)雜，其中的活性氣體作用于水，還可以產(chǎn)生羥基、活性氧自由基等具有較強氧化性的物質(zhì)，也可以產(chǎn)生水合電子具有一定的還原性。在特定的條件下，我們可以對抗生素起到較好的分解效果。

目前，應(yīng)用低溫等離子體技術(shù)對水中常見的抗生素如諾氟沙星、土霉素、四環(huán)素、金霉素、強力霉素等均有較好處理效果。以諾氟沙星為例，利用等離子體中的活性氣體可以對諾氟沙星進行脫氟反應(yīng)，并導(dǎo)致羥基團和喹諾酮基團的斷裂，從而對諾氟沙星進行快速降解。

對開發(fā)高效廢水處理技術(shù)的應(yīng)用化發(fā)展有重要意義

強國論壇記者：目前含有抗生素的廢水給環(huán)境帶來了巨大污染，如果這項技術(shù)得到應(yīng)用，對未來環(huán)境將有怎樣的改善？

黃青：抗生素主要有三大來源：醫(yī)療廢水、養(yǎng)殖廢水和抗生素制藥企業(yè)的廢水，而低溫等離子體技術(shù)對降解這三類水中的抗生素都有較好的效果。

數(shù)據(jù)表明，目前美國和歐洲的水體抗生素殘留值低于100納克/升，而我國東南部很多地區(qū)水體的抗生素殘留值已超過200納克/升。如果本技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的話，再與限制使用抗生素等措施進行配合的話，將可以大大降低未來水環(huán)境中的抗生素殘留，有望在5-10年內(nèi)將我國水體抗生素殘留降到歐美發(fā)達(dá)國家目前的水平。

該技術(shù)經(jīng)濟實用、綠色環(huán)保、無二次污染

強國論壇記者：低溫等離子技術(shù)分解廢水中的抗生素殘留的效率如何？

黃青：分解效率取決于抗生素殘留的初始濃度和作用時間，根據(jù)情況選擇條件，一般達(dá)到70-90%即可；在一般情況下適當(dāng)使用該技術(shù)，不會產(chǎn)生二次污染和環(huán)境危害。

強國論壇記者：和傳統(tǒng)的抗生素降解技術(shù)相比，低溫等離子技術(shù)有什么優(yōu)勢？

黃青：這項技術(shù)的主要優(yōu)點是不需添加任何藥劑，一般不會造成二次污染，同時又簡便易行、成本較低。而且它還是一種復(fù)合處理技術(shù)，有處理多種物質(zhì)的能力和潛力。

強國論壇記者：采用低溫等離子體技術(shù)的設(shè)備，其成本高嗎？

黃青：成本不高，比傳統(tǒng)水處理設(shè)備要低。成本包含設(shè)備成本和使用成本兩方面，設(shè)備成本跟傳統(tǒng)水處理設(shè)備相比差不多略低一點，運營成本要比傳統(tǒng)水處理設(shè)備低20-30%；一般企業(yè)都能負(fù)擔(dān)得起。

強國論壇記者：該項技術(shù)是否已形成產(chǎn)品、可處理哪些類型的污水？目前的應(yīng)用處于哪個階段、已經(jīng)取得了怎樣的成果？

黃青：本技術(shù)目前已制造出產(chǎn)品——《等離子體污水處理一體機》。本技術(shù)可處理醫(yī)療廢水、養(yǎng)殖廢水、抗生素制藥企業(yè)廢水、生活污水等。據(jù)合作企業(yè)提供信息表明，本技術(shù)已成功應(yīng)用于40多個污水處理案例，目前處于擴大國內(nèi)市場的推廣階段。

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