水中Mn(III)介导的头孢哌酮钠转化机制

一些常见金属离子如Cu（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）或Mn（Ⅱ）等对水中头孢菌素类抗生素（CEPs）水解具有促进作用，已有研究证实高锰酸钾/亚硫酸氢钠（PM/BS）体系生成的Mn（Ⅲ）能高效氧化去除多种有机污染物，而Mn（Ⅲ）对CEPs的转化作用尚不明确.本研究以头孢哌酮钠（CFZ）为目标化合物，考察了Mn（Ⅲ）介导对水中CEPs的转化作用，研究了PM和BS浓度、初始pH、共存组分等因素对Mn（Ⅲ）转化CFZ的影响，采用超高效液相色谱串联质谱法（UPLC-MS/MS）对CFZ的转化产物进行了分析.结果表明，当PM和BS浓度分别为5.0 μmol·L-1和20 μmol·L-1、反应介质为弱酸性时更有利于Mn（Ⅲ）对CFZ的转化.加入Mg2+会促进PM/BS体系对CFZ的转化，而HCO3-和腐殖酸对CFZ的转化起到抑制作用.通过加入过量焦磷酸盐得出82.2%的CFZ是由于Mn（Ⅲ）介导而降解，根据UPLC-MS/MS分析其降解产物推测，Mn（Ⅲ）介导的CFZ降解主要包括水解和氧化两条路径.该研究阐明了Mn（Ⅲ）在CEPs环境转化中的作用，对深入认识Mn物种及CEPs在环境中的转化规律提供了新的参考价值.