1. 研究目的与意义
抗生素是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。它不仅能杀灭细菌而且对霉菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次氏体等其它致病微生物也有良好的抑制和杀灭作用，简单来说抗生素就是用于治疗各种非病毒感染的药物。自1943年青霉素应用于临床以来，现抗生素的种类已达几千种，且临床上常用的亦有几百种。除了在医学上的使用，抗生素在农业生产及畜牧业生产等很多方面也起到了重要作用。但是由于抗生素具有不能被人和动物机体完全代谢的特性，大多会以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外，经过吸附、光解、水解和微生物降解等一系列生物转化过程，造成生态环境的影响。其在环境中潜在的风险主要表现在:污染水体和土壤、抑制植物生长发育、诱导耐药性细菌、影响环境中微生物，对人群引起过敏反应、中毒反应。严重时具有致癌、致畸、致突变或激素类作用，严重干扰人类各项生理功能，对人类健康构成了极大危害。中国是抗生素使用大国，也是抗生素生产大国。年产抗生素原料大约21万吨，出口3万吨，其余自用（包括医疗与农业使用)，人均年消费量138克左右。2013年，中国共使用抗生素16.2万吨，其中一半以上用在了养殖业；海河和珠江流域是环境抗生素污染最严重的两条河流；珠三角的抗生素排放密度达到70 .3-109千克/平方公里年；环境中常见的36种抗生素的排放量高达5.38万吨。
同时由于抗生素污染，自然环境正在成为巨大的耐药基因库，严重影响环境微生态。最近30年间，多种“超级细菌”被发现，近几年还发现了泛耐药性的“超级细菌”。抗生素污染威胁着全人类的安全，已引起世界各国的高度关注。2016年9月，二十国集团领导人杭州峰会公报指出“抗生素耐药性严重威胁公共健康、经济增长和全球经济稳定……我们将推动谨慎使用抗生素。”
但由于含抗生素废水具有较强的持久性、生物毒性大、含有抑菌物质等特点，传统的污水处理工艺在处理这类污水尤其是含纳克至微克浓度水平抗生素的污水时显得力不从心。目前，我国几乎没有针对抗生素污染物的专门处理工艺，抗生素处理效率极低。而Beta-内酰胺类抗生素作为应用最广泛的抗生素，如何将其迅速降解成为环境保护的一大难题，同时也是我们当前水污染控制的重要任务之一。
2. 研究内容与预期目标
主要研究内容本次课题主要研究的是采用高锰酸钾耦合亚硫酸氢钠氧化降解beta-内酰胺类抗生素，考察亚硫酸氢钠对高锰酸钾氧化降解抗生素的作用；本文选取Beta-内酰胺类抗生素中比较常见的头孢氨苄（Cefalexin，CFX）和氨苄西林（(Ampicillin，AMP）为研究对象，采用高锰酸钾（KMnO4，PM）耦合亚硫酸氢钠（NaHSO3，BS）氧化降解抗生素；实验过程分为两个阶段，首先使用PM耦合BS氧化降解抗生素，之后我们研究不同实验调节下PM耦合BS氧化降解抗生素，第二环节的实验主要对比单PM氧化降解抗生素和PM耦合BS氧化降解抗生素的差异。
预期目标
通过PM耦合BS来氧化降解beta-内酰胺类抗生素废水，得出最佳的PM与BS的物质的量之比，得到最合适的温度和pH的值。
3. 研究方法与步骤
CFX降解实验在100 ml实验玻璃瓶中进行，向玻璃瓶中加入一定浓度的抗生素CFX，再加入一定浓度的PM溶液或PM溶液和BS溶液，在磁力搅拌器的作用下持续搅拌。实验使用2M的磷酸缓冲液控制pH在7。反应开始后，在预定的时间快速取样，加入过量硫代硫酸钠猝灭。经0.30μm的滤膜过滤后使用液相测量峰值，并计算对应的抗生素浓度。所有实验都至少重复2遍。其主要研究流程如下：1.PM耦合BS氧化降解抗生素的研究
1）不同影响因素对PM/BS体系降解抗生素的的影响，包括PM和BS的浓度比、pH、温度、不同阴离子、实际水样等对抗生素降解的影响。
2）PM/BS体系降解抗生素产物的鉴定
4. 参考文献
1. 石丽娟. 水环境中典型抗生素类药物的检测分析和生态毒性研究[D]. 上海交通大学, 2010.
2. 程晓军，刘安祥，宋守忠. β-内酰胺类抗生素发展浅述[J]. 中国药业. 2001, 10(2): 64-66.
3. 程雪敏. 抗生素制药废水处理研究[C]. 2007.
5. 工作计划
1、2月22日~2月26日 完成英文文献翻译，查阅资料，研究实验方案，完成开题报告；
2、2月27日~3月4日 研究实验路线；通过预实验确定各个反应物之间的浓度比并熟悉实验的操作流程并准备实验材料。
3、3月7日~4月10日 研究高锰酸钾耦合亚硫酸氢钠氧化降解beta-内酰胺类抗生素，研究包括降解动力学、高锰酸钾浓度的影响、亚硫酸氢钠浓度的影响、PH的影响和温度的影响。
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