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我国抗生素类药物的使用量逐年增加，其在环境中被频繁检出的现象令人担忧。78％的抗生素药物为离子型有机物，其中大多数为弱碱，pH值决定了其电荷的形态（如阳离子、两性离子、中性离子和阴离子），并影响它们的吸附反应。氟喹诺酮类抗生素和磺胺类抗生素是我国目前在医疗和水产养殖、畜禽业中用量最大的抗生素药物之一。本研究选取了两大类抗生素中的代表性物质环丙沙星(CIP)和磺胺甲基嘧啶(SMR)研究对象:CIP分子结构中含有一个胺基和一个羧基，随pH值升高依次呈现为CIP+、CIP±、CIP-的形态;SMR分子结构中含有一个胺基和磺胺基，在酸性条件下以SMR0为主，SMR+为辅，而碱性条件下以SMR-为主。为了阐明土壤组分以及各种环境影响因素对抗生素吸附行为的影响，通过批量吸附实验系统地研究了CIP在针铁矿表面的吸附行为，以及一些环境因素，如金属、pH值、离子强度的影响，同时运用衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)和扩展x射线吸收精细结构(EXAFS)表征方法研究验证了产生的吸附机制。另外，还研究了CIP和SMR分别在黑土(BS0)、以及连续去除有机质(BS1)和去除铁氧化物(BS2)组分上的吸附行为，和环境因素的影响。得出如下结论: 1.CIP在针铁矿表面的吸附行为以及机制的研究 (1)CIP在针铁矿上的吸附的热力学等温线均可以用Freundlich模型描述，CIP的Kd值为241～935 Lkg-1; (2) CIP在针铁矿表面的吸附过程受环境因素的影响。土壤溶液的pH值、离子强度、金属离子和土壤有机质对CIP在针铁矿表面的吸附过程影响较大。CIP在针铁矿上的吸附随着pH增加而降低，且离子强度越高吸附越强。金属离子和富里酸均可以促进CIP在针铁矿表面的吸附，促进程度为:Cu(Ⅱ)＞＞Pb(Ⅱ)＞Cd(Ⅱ)＞Ca(Ⅱ)，其中Cu的促进作用受pH值影响最强烈，二价金属离子可能通过阳离子桥键作用促进CIP的持留。富里酸可改变氧化物矿物表面的亲脂性，促进CIP的吸附，富里酸和Cu(Ⅱ)的共存对CIP的吸附促进有相加作用; (3)通过ATR-FTIR和EXAFS表征发现，CIP可能通过羧基的两个氧原子与针铁矿表面形成双齿配合，同时相邻的羰基O与针铁矿表面形成氢键强化络合作用;同时也证实金属Cu离子是通过形成“针铁矿-铜-CIP”三元体系来促进了CIP的吸附，其中铜与CIP的羧基O和相邻的羰基O通过双齿螯合形成六元环。 2.CIP在典型土壤黑土中的吸附行为及机制的研究 (1)CIP在黑土及其组分中的吸附热力学过程可通过Langmuir模型来描述，三种土样(BS0、BS1、BS2)对CIP的吸附能力为BS0＞＞BS1≈BS2，pH6条件下最大Kd值分别为9008 L kg-1、5063 L kg-1、4583 L kg-1。说明土壤有机质对CIP持留的贡献最大，其次为粘土矿物，相对而言，铁氧化物的贡献最小。而CIP在土壤有机质和粘土矿物的主要吸附机制为阳离子交换，因此推测CIP在阳离子代换量高的土壤中持留容量高; (2) CIP在黑土表面的吸附过程受环境因素的影响。土壤溶液的pH值、离子强度和金属离子对CIP在黑土表面的吸附过程影响较大。CIP在黑土中的吸附机制主要以阳离子交换作用为主，低pH和低离子强度更有利于CIP在黑土表面的吸附，前者影响CIP的阳离子交换能力，后者增加了对阳离子交换位点的竞争; (3)重金属离子Cu可通过金属桥键的作用促进CIP在黑土上的吸附，在碱性条件下，该作用更为显著。Cu对CIP在BS1和BS2上吸附的影响随pH值升高而变化，表现为先竞争抑制后显著促进;Ca的影响主要表现为竞争抑制作用。这源于金属与CIP之间的配合能力的不同。另一方面，CIP可促进Cu酸性条件下在土壤上的吸附，因为酸性条件下，CIP优先于Cu吸附于土壤表面，与Cu(Ⅱ)形成“土壤-CIP-Cu”三元表面络合物从而促进Cu(Ⅱ)的吸附。 3.SMR在典型土壤黑土中的吸附行为及机制的研究 (1)与CIP相比，SMR在黑土及其组分中的吸附容量较小。其热力学过程可通过Langmuir模型来描述，pH6条件下土壤组分对SMR的吸附容量顺序为:BS1＞＞BS0＞BS2，最大Kd值分别为10.92 L kg-1、22.47L kg-1、9.60 L kg-1。说明SMR在天然土壤表面的吸附较弱，移动性较强;土壤铁氧化物对SMR的贡献不可忽略;由于较低的logKow值，土壤有机质对SMR的贡献有限，土壤中低有机质含量甚至可以阻塞土壤表面吸附位点，抑制磺胺的吸附。 (2) SMR在黑土表面的吸附受pH值和离子强度的强烈影响，一般随pH值和离子强度的增加而降低，SMR中性分子通过疏水结合与有机质作用，还可通过“水的桥联”与土壤粘土相作用。 (3)在pH6-8条件下，Cu(Ⅱ)能显著提高了SMR在黑土及其组分上的吸附，可能是由于金属桥键的作用，也可能形成SMR-Cu络合物沉淀析出，具体原因有待进一步分析，而Zn(Ⅱ)几乎对SMR无影响。另一方面，SMR对Cu(Ⅱ)的吸附无影响，强酸性下对Zn(Ⅱ)的吸附存在抑制作用。