抗生素环丙沙星在苏打盐碱土中吸附解吸特性的研究

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:tsl9906202
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近年来我国生产和使用的抗生素数量迅速增长,喹诺酮类抗生素因具有抗菌活性强、不良反应较轻等特点,已成为临床上使用的第二大类抗菌药物,被广泛应用于畜禽养殖业中。畜禽饲料中添加的抗生素不能完全被生物吸收转化,大部分抗生素以原形随畜禽粪尿排出体外,并随着粪肥的随意堆放和直接施用进入土壤造成污染。随着我国耕地面积的减少,盐碱土已成为具有巨大开发潜力的耕地后备资源。盐碱土在修复过程中添加的有机肥料会出现抗生素污染土壤的情况。本研究以吉林省前郭县套浩太乡碱巴拉村的苏打盐碱土为研究对象,选取喹诺酮类抗生素的一种环丙沙星为研究对象,采用OECD guideline 106批平衡吸附法研究环丙沙星在苏打盐碱土中的等温吸附-解吸特性、吸附-解吸动力学、吸附-解吸热力学以及不同pH值、Ca2+浓度、离子类型和有机质对环丙沙星吸附-解吸的影响。主要研究结果如下:不同初始浓度的环丙沙星在盐碱土中的吸附-解吸过程均符合准二级动力学方程。吸附-解吸过程可分为快速吸附-解吸和慢速平衡两个阶段,初始浓度分别为80 mg·L-1、100mg·L-1、120 mg·L-1的环丙沙星吸附-解吸平衡时间为24 h,平衡吸附比例分别为89.9%、92.2%、92.7%,平衡解吸比例分别为97.1%、97.8%、96.9%。环丙沙星在苏打盐碱土中的吸附等温线较好的符合Freundlich方程(拟合系数r=0.9905),吸附等温线属“S”型,吸附比例随其初始浓度的增加而增加;解吸滞后系数HI均<0.7,存在明显解吸滞后现象环丙沙星在盐碱土中的吸附能力随着温度的升高而减弱,吸附热力学参数ΔG<0且ΔH=-3.58 5 KJ·mol-1,表明环丙沙星在盐碱土上的吸附为自发的放热反应;解吸能力随着温度升高而增强。随着溶液pH值的升高,盐碱土对环丙沙星的吸附能力不断减弱,解吸能力不断增强。在pH=3时盐碱土对环丙沙星的吸附量达到最大值,为6649.379 mg·kg-1。当pH>9后吸附能力快速减弱,解吸能力快速增强。在pH=11时盐碱土对环丙沙星的解吸量达到最大值,为1711.872mg·kg-1。价态越高的离子对盐碱土吸附环丙沙星的抑制作用越强:lgKf(K+)>lgKf(Na+)>lgKf(Ca2+)>lgKf(Mg2+),而对解吸的促进作用越强HI(K+)2+)2+).用K+作为背景液时吸附量最大,为6281.227mg·kg-1。用Mg2+作为背景液时解吸量最大,为583.420mg·kg-1。以不同浓度CaCl2作为背景液,随着溶液CaCl2浓度的升高,盐碱土对环丙沙星的吸附能力不断减弱,解吸能力不断增强。当CaCl2浓度为0.01mol·L-1时吸附量达到最大值,为6213.641mg·kg-1。当CaCl2浓度在0.15mol·L-10.2mol·L-1范围内时,平均滞后系数大于1,为负滞后效应,并在CaCl2浓度为0.15mol·L-1时达到最大解吸量,为2381.199mg·kg-1。有机质含量的减少,会导致环丙沙星在盐碱土中的吸附能力减弱,解吸能力增强。较原土相比去有机质盐碱土对环丙沙星的吸附量减少了73.440155.073mg·kg-1,解吸量增加了54.607225.485mg·kg-1
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