抗生素被广泛应用于人类医疗、畜牧业和水产养殖业等领域,常以原型或代谢产物形式排放至地表水中,造成河湖严重的抗生素污染,并危害非靶标水生生物,且“假持久性”的特性可能会引起环境中抗生素抗性基因的产生等严重后果。藻类是自然水体中的初级生产者,物种多样性高、生物量大;近期,有研究表明,藻类可作为一种潜在的生物资源,具有减轻和消除抗生素污染的能力。为了进一步解决抗生素在传统工艺下降解效率低的难题,本研究提出,利用藻类和高级氧化技术（AOP）组合工艺对一类具有代表性的抗生素——磺胺类抗生素（SAs）的去除效率进行了研究,并探究了该组合工艺对SAs的降解途径和机理。本研究为高效去除水环境中抗生素污染提供理论基础和技术支持。具体研究内容如下:1. 磺胺嘧啶（SD）、磺胺甲嘧啶（SM1）和磺胺二甲嘧啶（SM2）具有相似的结构,-CH₃基团数量依次递增。通过将普通小球藻暴露在这3种SAs下进行为期7 d的实验,对藻细胞生理生化指标的变化进行了观察,并测定了该藻对SAs的去除效率。结果表明,10、30、90和270 mg/L的3种SAs对普通小球藻的生长抑制率分别为7.9-22.6%（SD）、7.2-45.9%（SM1）和10.3-44%（SM2）。在SAs的暴露下,藻细胞的蛋白质含量增加,可溶性糖含量降低。氧化应激造成了超氧化物歧化酶和谷胱甘肽还原酶的增加,过氧化氢酶的降低。抗氧化反应无法清除过量产生的活性氧物质,包括过氧化氢和超氧阴离子（·O₂^-）和无法阻止以丙二醛为代表的氧化损伤。超微结构和脱氧核糖核酸（DNA）完整性的观察结果分别表明,270 mg/L SAs严重损伤了藻细胞的细胞壁、叶绿体和线粒体等细胞器;造成了藻细胞DNA产生了严重的拖尾现象。在普通小球藻介导的环境中,7 d最高可降解29%的SD、16%的SM1和15%的SM2。2. 通过将胶网藻暴露在这3种SAs下进行为期16 d的实验,对藻细胞生理生化指标的变化进行了观察,并测定了该藻对SAs的去除效率。结果表明,暴露在1、5、20和50 mg/L的3种SAs下,胶网藻的生长未受显著抑制。藻细胞的叶绿素a含量在实验第7 d显著下降后发生了“补偿现象”;且在第7 d,与对照组相比,处理组的·O₂^-含量相对较高。藻细胞的蛋白质和多糖含量在SAs的暴露下发生的应激响应,其中,多糖包括胶鞘多糖和水溶性胞外多糖的含量与抗生素浓度呈强正相关关系。在胶网藻介导的环境中,16 d可降解35%-45%的SD、30%-42%的SM1和26%-51%的SM2。3. 通过普通小球藻和胶网藻分别与AOP组合工艺于5 mg/L混合SAs（SD/SM2（1:1,v/v））,并测定了SAs在7 d内的降解效率。实验选取了4种光催化剂:石墨相氮化碳（g-C₃N₄）、腐殖酸（HA）、钒酸铋（BiVO₄）和铜掺杂二氧化钛（Cu-Ti O₂）。结果表明,普通小球藻对SD和SM2的去除效率分别为20.23%和23.27%;胶网藻对SD和SM2的去除效率分别为26.59%和42.71%;4 种光催化剂对SAs的去除效率大小为:g-C₃N₄>BiVO₄>HA>Cu-Ti O₂。绿藻与4 种光催化剂组合工艺对SAs的去除效率大小为:BiVO₄>g-C₃N₄>Cu-Ti O₂>HA,其中起积极作用的光催化剂为:g-C₃N₄、BiVO₄和Cu-Ti O₂。对普通小球藻组合工艺去除SM2和SD起积极作用的光催化剂分别为BiVO₄;g-C₃N₄和BiVO₄,而对胶网藻组合工艺去除SM2和SD起积极作用的光催化剂分别为BiVO₄和Cu-Ti O₂;g-C₃N₄、BiVO₄和Cu-Ti O₂。在2种绿藻与BiVO₄组合工艺中,第4 d降解效率最大,羟基自由基（·OH）和·O₂^-含量均增加,铵根、硝酸根和硫酸根含量也均增加,溶解性有机碳和无机碳基本没有变化。综合本实验结果得出,下一章节探究应用胶网藻和BiVO₄组合工艺于SAs的去除途径和机理为宜。4. 通过自由基捕获实验和藻类代谢组学分析,探究了胶网藻和BiVO₄组合工艺对SM2的光催化降解途径和机理。实验采用了6种表征手段,分别为:X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱、透射电子显微镜、比表面积分析和傅里叶变换红外光谱鉴别了制备样品为单斜白钨矿晶型的BiVO₄。结果表明,BiVO₄在4000 lux可见光照射下对SM2表现出较高的光催化性能,在藻-BiVO₄系统中,SM2的降解效率达到80%以上。自由基捕获实验表明,三重激发态溶解性有机物（³DOM^*）和·OH在SM2降解过程中发挥了重要作用;藻类代谢组学分析表明,在藻组和藻-SM2组、藻-BiVO₄组和藻-BiVO₄-SM2组这两组比较组中共有91个显著性差异代谢物,而当BiVO₄存在时,藻类的糖代谢通路增加和三羧酸循环被激活。综合本实验结果得出,在藻-BiVO₄系统中,SM2的高效降解是通过³DOM^*、·OH和藻共同作用的。