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(jī)對(duì)喹諾酮類抗生素為代表的諾氟沙星進(jìn)行降解處理。

什么是低溫等離子體技術(shù)？通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可以分解哪些抗生素殘留？對(duì)未來(lái)的環(huán)境將有怎樣的改善？近日，人民網(wǎng)強(qiáng)國(guó)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(qiáng)國(guó)論壇記者：為什么要開(kāi)發(fā)低溫等離子體這項(xiàng)技術(shù)？

黃青：一是我了解到我們國(guó)家目前比較需要降解抗生素的實(shí)用型新技術(shù)，二是發(fā)現(xiàn)國(guó)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(bào)道。2008年，我從美國(guó)回來(lái)后帶領(lǐng)我的課題組開(kāi)始研究低溫等離子體對(duì)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(jī)物、殺滅藍(lán)藻并降解藻毒素，有關(guān)研究成果后來(lái)被國(guó)內(nèi)外媒體廣泛報(bào)道過(guò)；在一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，我了解到國(guó)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(lái)降解抗生素、為水環(huán)境治理做點(diǎn)事呢？于是就開(kāi)始了研究。

強(qiáng)國(guó)論壇記者：研發(fā)過(guò)程中遇到了哪些困難？

黃青：遇到過(guò)不少困難，從原理研究到實(shí)用性試驗(yàn)再到最后形成產(chǎn)品推向市場(chǎng)，可以說(shuō)一路走來(lái)都在克服困難。一般說(shuō)來(lái)，低溫等離子體是一種高級(jí)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(duì)不同物質(zhì)的處理，需要研究各種作用方式和相關(guān)機(jī)理。在實(shí)用性方面，還要考慮和解決能耗問(wèn)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(qiáng)國(guó)論壇記者：低溫等離子技術(shù)的原理是什么？通過(guò)這項(xiàng)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(gè)電極之間外加高電壓，當(dāng)達(dá)到擊穿電壓時(shí)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(guò)程中雖然電子溫度很高，但重離子溫度很低，整個(gè)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(qiáng)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(duì)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(duì)水中常見(jiàn)的抗生素如諾氟沙星、土霉素、四環(huán)素、金霉素、強(qiáng)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(duì)諾氟沙星進(jìn)行脫氟反應(yīng)，并導(dǎo)致羥基團(tuán)和喹諾酮基團(tuán)的斷裂，從而對(duì)諾氟沙星進(jìn)行快速降解。

對(duì)開(kāi)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(qiáng)國(guó)論壇記者：目前含有抗生素的廢水給環(huán)境帶來(lái)了巨大污染，如果這項(xiàng)技術(shù)得到應(yīng)用，對(duì)未來(lái)環(huán)境將有怎樣的改善？

黃青：抗生素主要有三大來(lái)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(duì)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(guó)和歐洲的水體抗生素殘留值低于100納克/升，而我國(guó)東南部很多地區(qū)水體的抗生素殘留值已超過(guò)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(jìn)行配合的話，將可以大大降低未來(lái)水環(huán)境中的抗生素殘留，有望在5-10年內(nèi)將我國(guó)水體抗生素殘留降到歐美發(fā)達(dá)國(guó)家目前的水平。

該技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、綠色環(huán)保、無(wú)二次污染

強(qiáng)國(guó)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(shí)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(huì)產(chǎn)生二次污染和環(huán)境危害。

強(qiáng)國(guó)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(shì)？

黃青：這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是不需添加任何藥劑，一般不會(huì)造成二次污染，同時(shí)又簡(jiǎn)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(qiáng)國(guó)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(diǎn)，運(yùn)營(yíng)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(qiáng)國(guó)論壇記者：該項(xiàng)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(gè)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(jī)》。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(gè)污水處理案例，目前處于擴(kuò)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣階段。

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