四环素类抗生素是由放线菌产生的一类广谱抗生素,包括土霉素(OTC)、金霉素(CTC)、四环素(TC)、半合成衍生物强力霉素(DC)、等,近年来随着抗生素生产和使用量的迅速增长,大量抗生素进入环境,引起微生物抗药性增加、土壤和水体污染等环境风险。MnO2是土壤体系中最强的天然氧化剂之一,能够降解多种有机污染物,是开展抗生素污染控制技术研究的新方向。本研究选用目前国内广泛使用的OTC、DC作为研究对象,采用化学合成的新生态水合δ-MnO2为氧化剂,研究其对OTC和DC的非生物氧化降解情况,并讨论了 MnO2初始浓度、pH、共存溶质对降解的影响。结果表明,OTC和DC在水合δ-MnO2作用下发生迅速的氧化降解,随着反应的进行降解速率逐渐变慢,同时体系中二价锰离子浓度(Mn2+)逐渐升高。在底物浓度为50 ≥mol/L,MnO2初始浓度分别为750 ≥ol/L和500 ≥mol/L的条件下,反应进行2 min时,剩余的底物浓度分别为5.95 ≥mol/L和7.78 ≥mol/L,降解率达88.1%和84.7%,且在pH为5.0和δ-Mn02充分过量的条件下,OTC和DC的氧化降解偏离一级反应动力学,遵循复合的反应动力学,但也发现OTC在反应2 min,DC在反应1.5 min内符合一级反应动力学,且相关系数较高,能达到0.96以上;采用草酸破坏和膜过滤两种方法终止反应,结果显示采用膜过滤法取样所得的污染物剩余浓度比草酸破坏法的低,当反应进行到1 min时,草酸法和膜过滤法测得的OTC剩余浓度分别为13.9≥mol/L和10.1 ≥mol/L,OTC氧化降解率相差7.6%,该差异是由二氧化锰的吸附作用引起的。此外,OTC和DC的氧化降解速率都随δ-MnO2初始浓度的增加而提高,而随pH值上升而下降;反应液中共存的阳离子和有机酸对OTC和DC的降解反应均有一定的抑制作用。在MnO2降解OTC体系中,反应前2min,阳离子的抑制作用表现为Mn2+>Fe3+>Ca2+>Mg2+,单宁酸>腐植酸,且阳离子和有机酸的浓度越高,抑制作用也越明显。在MnO2降解DC体系中,阳离子的抑制作用表现为Fe3+>Mn2+>Ca2+>Mg2+,阳离子浓度越高,抑制作用越强;单宁酸对OTC的降解具有较强的抑制作用,腐植酸对OTC的降解基本无影响。本文对二氧化锰氧化降解四环素类抗生素行为的研究,可为四环素类抗生素的氧化降解技术提供科学依据,也为理解四环素类抗生素在水体当中的环境行为提供理论支持,对四环素类抗生素污染水体的降解处理具有重要的现实意义。