專利名稱：一種利用輻照降解廢水中激素類藥物黃體酮的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于廢水處理領域，尤其涉及一種利用輻照降解廢水中激素類藥物黃體酮的方法。
背景技術：
黃體酮，又稱孕酮，是一種重要的甾體激素，結構為Λ4-3-酮的C-21-甾體。臨床醫(yī)學上，黃體酮用于先兆性流產(chǎn)、習慣性流產(chǎn)等閉經(jīng)或閉經(jīng)原因的反應性診斷等，它對子宮內(nèi)膜的分泌轉(zhuǎn)化、蛻膜化過程、維持性周期及保持妊娠等起重要的作用，也是女用留體口服避孕藥的主要成分，但大劑量使用時會抑制垂體促性腺激素的分泌，產(chǎn)生抑制排卵作用。近年來研究表明，黃體酮的作用已遠超出生殖功能的范疇，它不僅可在神經(jīng)系統(tǒng)中合成分泌，又能影響神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能，可以用于治療頑固性腹水、睡眠暫停綜合征、慢性呼吸衰竭和輸尿管結石等，在臨床上起著越來越重要的作用。而且，由于黃體酮對雀斑美容的良好療效，所以也被廣泛的應用于化妝品中。隨著黃體酮的廣泛應用，其生產(chǎn)應用過程中所產(chǎn)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。藥物中的黃體酮經(jīng)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，個人護理品中的黃體酮使用后直接進入污水管網(wǎng)中。由于黃體酮的使用量較大且缺乏具有針對性的水處理工藝，致使大量黃體酮進入環(huán)境中。而且由于醫(yī)藥業(yè)和化妝品行業(yè)大量而頻繁地使用，導致黃體酮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)量的黃體酮存在，且具有很強的持久性和潛在的生物累積性，可能轉(zhuǎn)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。黃體酮沒有特異性，對所有 的生命有機體均可產(chǎn)生生物效應，即便是在低于ng/L濃度級也會產(chǎn)生內(nèi)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黃體酮，當自來水廠采用地下水作為飲用水源時，通常不能把黃體酮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，黃體酮可能暴露于環(huán)境并最終存在于飲用水中。而國內(nèi)外處理黃體酮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黃體酮廢水方法，是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)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激素類藥物黃體酮的方法，該方法能快速有效地降解廢水中的黃體酮，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(chǎn)生的電子束或放射性同位素(Cs-137或Co-60)產(chǎn)生的Y射線的能量轉(zhuǎn)移給被輻照物質(zhì)，電離輻射作用到被輻照的物質(zhì)上，產(chǎn)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(zhì)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(zhì)，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(chǎn)物，如.0H、.H、H2O2等。這些產(chǎn)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黃體酮污染物，電子束輻照殘留有黃體酮的水體，水經(jīng)過輻照產(chǎn)生化學反應，生成氧化性極強的.0H、.H等自由基，可以與黃體酮發(fā)生反應，使黃體酮降解，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，因此廢水中黃體酮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:將含黃體酮污染物的廢水溶液，用電子束加速器輻照技術進行輻照處理，使廢水溶液中的黃體酮分解，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，檢測黃體酮的輻照分解情況，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過輻照大部分黃體酮被分解。黃體酮的分解率是指輻照去除的黃體酮量與初始廢水中黃體酮含量之比。在用電子束加速器輻照技術對含黃體酮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黃體酮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。
廢水中黃體酮的含量通常不高，因此通過低劑量輻照可以使廢水中黃體酮濃度達到安全排放標準，即電子束加速器輻照劑量低于15kGy時就可以使廢水中黃體酮濃度達到安全排放標準?？紤]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。
因為廢水中黃體酮的含量通常不高，黃體酮廢水溶液的黃體酮濃度為0.1ppm 2.0ppm。配制模擬含黃體酮廢水濃度分別為0.lppm、l.0ppm、2.0ppm,福照劑量為1.3kGy,每個實施例進行2個平行樣實驗。發(fā)現(xiàn)在此劑量時，絕大部分的黃體酮被降解。證明電子加速器輻照技術可以有效的處理低濃度含黃體酮廢水，且黃體酮的分解率與水體中黃體酮的濃度高度相關，2.0ppm的黃體酮在1.3kGy時可達到分解率90.23%。
將黃體酮的濃度固定為1.0ppm，進一步研究了低劑量范圍內(nèi)黃體酮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，黃體酮被很快分解，在輻照劑量為1.3kGy時有大約94.69%的黃體酮被分解，而且分解率隨輻照劑量的增大而增加，輻照劑量為14.7kGy時有大約98.99%的黃體酮被分解。該結果表明，含一定濃度黃體酮的廢水溶液，隨著輻照劑量的增加，黃體酮的分解率增大，而且分解率與輻照劑量呈線形關系。根據(jù)工藝可行性分析，由于大的輻照劑量需要大的能量消耗，所以，本研究中最高輻照劑量為14.7kGy。
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)水中黃體酮污染物的處理方法，該方法通過低劑量輻照能快速有效地降解廢水中的黃體酮，使廢水中黃體酮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激素類藥物黃體酮的方法流程圖。附圖2為處理1.0ppm黃體酮廢水時輻照劑量與黃體酮分解率的關系圖。
具體實施例方式配制一定濃度的模擬含黃體酮廢水，用一定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，檢測黃體酮的輻照分解情況，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過輻照大部分黃體酮被分解。以下實施例中，黃體酮的分解率(去除率)是指輻照去除的黃體酮量與初始廢水中黃體酮含量之比。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:配制黃體酮濃度為0.1ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為1.3kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮的分解率為87.00%。實施例2:配制黃體酮濃度為0.5ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為1.3kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮去除率為93.84%。實施例3:配制黃體酮濃度為1.0ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為1.3kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮去除率為94.69%。實施例4:配制黃體酮濃度為1.5ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為1.3kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮去除率為90.26%。實施例5:配制黃體酮濃度為2.0ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為1.3kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮去除率為90.23%。實施例6:配制黃體酮濃度為1.0ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為3.lkGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮去除率為96.78%。實施例7:配制黃體酮濃度為1.0ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為5.5kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮去除率為97.84%。實施例8:配制黃體酮濃度為1.0ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為8.2kGy，輻照后的溶液用HPLC分析，測得黃體酮去除率為98.99%。實施例9:配制黃體酮濃度為1.0ppm的溶液模擬含黃體酮廢水，進行輻照，輻照劑量為14.7kGy，輻照后的溶液用HPLC分析， 測得黃體酮去除率為99.42%。
權利要求
1.一種利用輻照降解廢水中激素類藥物黃體酮的方法，其特征在于:將含黃體酮污染物的廢水溶液，用電子束加速器輻照技術進行輻照處理，使廢水溶液中的黃體酮分解。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:所述含黃體酮污染物的廢水溶液的黃體酮濃度為0.1ppm 2.0ppm0
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1.3kGy 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黃體酮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黃體酮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激素類藥物黃體酮的方法，該方法包括將含黃體酮污染物的廢水溶液，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黃體酮分解。該方法通過低劑量輻照能快速有效地降解廢水中的黃體酮，使廢水中黃體酮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C02F9/12GK103159286SQ20131012412
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權日2013年4月11日
發(fā)明者徐殿斗, 韓深, 馬玲玲, 張曉萌 申請人:中國科學院高能物理研究所