專利名稱：一種利用輻照降解廢水中藥物殘留強的松的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于廢水處理領域，涉及一種利用輻照降解廢水中藥物殘留強的松的方法。
背景技術：
強的松及其衍生物是一類人工合成的高效的抗免疫應激反應的腎上腺類皮質激素類固醇，具有典型的糖皮質激素作用，如抗炎癥作用、抑制免疫反應等，其抗炎效能是氫化可的松的4倍，卻只有80%的鹽皮質激素作用。強的松于20世紀60年代起開始應用于臨床脊髓損傷的治療，近年來經過各國學者的深入研究，認為其具有多方面的神經保護作用，包括改善微循環(huán)、抑制脂質過氧化、減少細胞鈣內流、維持神經元興奮性等。此藥具有強烈的消炎及抗過敏作用，在臨床上廣泛應用于支氣管哮喘、類風濕性關節(jié)炎等疾病的治療，其不良反應少，優(yōu)于地塞米 松、氫化可的松等。由于該藥物具有上述獨特的療效，所以其所屬的留體類藥物發(fā)展很快，已逐漸成為醫(yī)藥領域的重要門類，在世界范圍內需求量巨大，成為僅次于抗生素的第二大類藥物，年增長率在15%以上。隨著強的松的廣泛應用，其生產應用過程中所產生的廢水對環(huán)境污染也日益加劇，給人類健康帶來了嚴重威脅。藥物中的強的松經過人體或動物體吸收代謝后排入污水系統(tǒng)或環(huán)境水體。由于強的松的使用量較大且缺乏具有針對性的水處理工藝，致使大量強的松進入環(huán)境中。而且由于醫(yī)藥業(yè)大量而頻繁地使用，導致強的松形成以痕量濃度長期存在于水環(huán)境之中的假性持續(xù)性現(xiàn)象，在地表水體和地下水體中，都有一定數(shù)量的強的松存在，且具有很強的持久性和潛在的生物累積性，可能轉化、生物降解、吸附在污泥上，最終出現(xiàn)在河流、湖泊，一旦流失到環(huán)境受納體中，可能誘發(fā)土壤或水生棲息物等的物化或生化功能的改變。強的松沒有特異性，對所有的生命有機體均可產生生物效應，即便是在低于ng/L濃度級也會產生內分泌效應，它能穩(wěn)定地吸附在微小顆粒的表面且有較高的生物累積潛能，如影響到其他生物體的生理結構、導致出現(xiàn)藥物抗性等，給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來了一定的潛在風險。目前，污水處理廠在處理醫(yī)院廢水和生活污水時，一般都是采用的常規(guī)處理技術和工藝，無法徹底清除水中的強的松，當自來水廠采用地下水作為飲用水源時，通常不能把強的松減少到可以接受的濃度。通過間接可飲用水的回用、城市污水處理廠的排放，強的松可能暴露于環(huán)境并最終存在于飲用水中。而國內外處理強的松廢水的方法主要有物化法、生化法等。研究表明，上述處理方法均存在一定的局限性。物化法處理過程受到pH值、氧化劑投加量、反應溫度、反應時間等因素的影響；生化法還要受到微生物生長狀況的限制。這兩種方法過程復雜繁瑣、所需時間長、易引起二次污染、而且處理效果差。因此，提供一種處理時間短、去除率高、易于操作、無二次污染的新的處理強的松廢水方法，是亟待解決的問題
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種利用電子束輻照降解廢水中藥物殘留強的松的方法，該方法能快速有效地降解廢水中的強的松，且易于操作，無附加毒性，無殘
留危害。輻照技術是利用電子加速器(0.2MeV IOMeV)產生的電子束或放射性同位素(Cs-137或Co-60)產生的Y射線的能量轉移給被輻照物質，電離輻射作用到被輻照的物質上，產生電離和激發(fā)，釋放出軌道電子，形成自由基，控制輻照條件，使被輻照物質的物理性能和化學組成發(fā)生變化并能使其成為人們所需要的一種新的物質，或使生物體(微生物等)受到不可恢復的損失和破壞，達到人們所需要的目標。輻照技術應用廣泛，在放射線的照射下，水分子會生成一系列具有很強活性的輻解產物，如.0H、.H、H2O2等。這些產物與廢(污)水中的有機物發(fā)生反應，可以使它們分解或改性。本發(fā)明的方法就是利用電子輻照技術來處理廢水中的強的松污染物，電子束輻照殘留有強的松的水體，水經過輻照產生化學反應，生成氧化性極強的.0H、.H等自由基，可以與強的松發(fā)生反應，使強的松降解，達到排放標準。由于輻照技術存在處理時間短、處理效率高、操作簡便、無二次污染等優(yōu)點，因此廢水中強的松可采用輻照降解工藝進行處理。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:將含藥物殘留強的松污染物的廢水溶液，用電子束加速器輻照技術進行輻照處理，輻照使廢水溶液中的強的松分解，電子束加速器輻照劑量低于15kGy。輻照后溶液用HPLC (高效液相色譜法)分析，檢測強的松的輻照分解情況，可以發(fā)現(xiàn)經過輻照大部分強的松被分解。強的松的分解率是指輻照去除的強的松量與初始廢水中強的松含量之比。在用電子束加速器輻照技術對含強的松污染物的廢水溶液進行輻照處理之前，可以向廢水中加入絮凝劑，并進行沉淀、過濾；在用電子束加速器輻照技術對含強的松污染物的廢水溶液進行輻照處理之后，還可以將處理后的水溶液引入終端處理系統(tǒng)，進行沉淀、過濾，然后進行排放，如附圖1所示。廢水中強的松的含量通常不高，因此通過低劑量輻照可以使廢水中強的松濃度達到安全排放標準，即電子束加速器輻照劑量低于15kGy時就可以使廢水中強的松濃度達到安全排放標準。考慮工藝可行 性，電子束加速器輻照劑量優(yōu)選從1.3kGy 14.7kGy,輻照劑量過低則降解效果不明顯，輻照劑量過高會導致輻照成本增加。因為廢水中殘留強的松的含量通常不高，強的松廢水溶液的強的松濃度為
0.1ppm 2.0ppm0配制模擬含強的松廢水濃度分別為0.lppm、L 0ppm>2.0ppm,福照劑量為
1.0kGy，每個實施例進行2個平行樣實驗。發(fā)現(xiàn)在此劑量時，絕大部分的強的松被降解。證明電子加速器輻照技術可以有效的處理低濃度含強的松廢水，且強的松的分解率與水體中強的松的濃度高度相關，2.0ppm的強的松在1.0kGy時可達到分解率96.49%。將強的松的濃度固定為1.0ppm，進一步研究低劑量范圍內強的松的分解與輻照劑量的關系，結果如圖2所示。從圖2可以看出，隨著輻照劑量的增大，強的松被很快分解，在輻照劑量為1.0kGy時有大約97.69%的強的松被分解，而且分解率隨輻照劑量的增大而增力口，輻照劑量為14.7kGy時有大約99.96%的強的松被分解。該結果表明，含一定濃度強的松的廢水溶液，隨著輻照劑量的增加，強的松的分解率增大，而且分解率與輻照劑量呈線形關系。隨著輻照劑量的增加，輻照成本相應增加，在研究所述低輻照劑量下，已達到廢水無污染排放標準。本發(fā)明的有益效果是:建立了電子加速器輻照技術用于廢(污)水中強的松污染物的處理方法，該方法通過低劑量輻照能快速有效地降解廢水中的強的松，使廢水中強的松濃度達到安全排放標準，易于操作，無附加毒性，無殘留危害。


附圖1為本發(fā)明利用輻照降解廢水中藥物殘留強的松的方法流程圖。附圖2為處理1.0ppm強的松廢水時輻照劑量與強的松分解率的關系圖。
具體實施例方式配制一定濃度的模擬含強的松廢水，用低劑量的電子束加速器輻照技術進行輻照處理，電子束加速器輻照劑量低于15kGy，輻照后溶液用HPLC (高效液相色譜法)分析，檢測強的松的輻照分解情況，可以發(fā)現(xiàn)經過輻照大部分強的松被分解。以下實施例中，強的松的分解率(去除率)是指輻照去除的強的松量與初始廢水中強的松含量之比。每個實施例進行2個平行樣實驗。
具體實施方式
中所涉及的部分試驗數(shù)據(jù)如表I和表2所示。實施例1:配制強的松濃度為0.1ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為1.0kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松的分解率為97.76%。

實施例2:配制強的松濃度為0.5ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為1.0kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為98.17%。實施例3:配制強的松濃度為1.0ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為1.0kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為97.69%。實施例4:配制強的松濃度為1.5ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為1.0kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為97.82%。實施例5:配制強的松濃度為2.0ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為1.0kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為96.49%。實施例6:配制強的松濃度為1.0ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為3.lkGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為99.11%。實施例7:配制強的松濃度為1.0ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為5.5kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為99.51%。實施例8:配制強的松濃度為1.0ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為8.2kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為99.89%。實施例9:配制強的松濃度為1.0ppm的溶液模擬含強的松廢水，進行輻照，輻照劑量為14.7kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得強的松去除率為99.96%。
權利要求
1.一種利用輻照降解廢水中藥物殘留強的松的方法，其特征在于:將含藥物殘留強的松污染物的廢水溶液，用電子束加速器輻照技術進行輻照處理，輻照使廢水溶液中的強的松分解。電子束加速器輻照劑量低于15kGy。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:所述含藥物殘留強的松的廢水溶液中強的松濃度為0.1ppm 2.0ppm。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述電子束加速器輻照劑量為1.0kGy 14.7kGy。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:在用電子束加速器輻照技術對含藥物殘留強的松污染物的廢水溶液進行輻照處理之前，向廢水溶液中加入絮凝劑，并進行沉淀、過濾。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的方法，其特征在于:在用電子束加速器輻照技術對含強的松污染物的廢水溶液進行輻照處理之后，將處理后的水溶液進行沉淀、過濾，然后進行排放。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用輻照降解廢水中藥物殘留強的松的方法，該方法包括將含強的松污染物的廢水溶液，用一定劑量的電子束加速器輻照技術進行輻照處理，輻照使廢水溶液中的強的松分解。該方法通過低劑量輻照能快速有效地降解廢水中的強的松，使廢水中強的松濃度達到安全排放標準，且易于操作，無附加毒性，無殘留危害。
文檔編號C02F101/34GK103172136SQ20131012411
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權日2013年4月11日
發(fā)明者馬玲玲, 徐殿斗, 韓深, 張曉萌 申請人:中國科學院高能物理研究所