论文部分内容阅读
土壤中残留的抗生素所引发的环境问题近年受到国内外学者的广泛关注,同时,其它多种污染物(如重金属等)进入土壤环境中,使土壤成为一个典型的复合污染体系。此外,近年人们将生物质废弃物研发成生物炭作为土壤改良剂,在农业、地学、环境等方面具有广阔应用前景。如果土壤中添加了生物炭,会在一定程度上影响抗生素的地球化学行为,需要重新评估抗生素在土壤中的吸附和迁移特征。因此,本文研究了典型抗生素如土霉素(OTC)、磺胺类抗生素(SMX、SMZ和SD)等在土壤中的吸附-解吸及迁移特征,探讨了溶液pH值、离子强度、共存Cu2+浓度以及有机质等影响因素,特别对小麦秸秆生物炭添加到土壤中的影响作用进行了对比研究。主要成果如下:1、研究了土霉素(OTC)在北京地区三种褐土上的吸附、解吸特征及共存Cu2+、溶液pH、离子强度和生物炭的影响作用。吸附动力学和等温线分别符合Elovich方程和Freundlich方程。OTC的吸附是一个自发吸热反应,为物理吸附。在解吸过程中,OTC存在明显的正滞后现象。升高温度、共存Cu2+和添加生物炭均能促进OTC在三种褐土上的吸附,而溶液pH和离子强度的升高会抑制OTC在褐土上的吸附。2、对比研究了三种磺胺类抗生素(SMX、SMZ和SD)在添加生物炭的土壤上的吸附、解吸和迁移,探讨了不同土壤pH值、共存Cu2+、溶液pH和腐殖酸(HA)的影响作用。认为共存Cu2+通过与生物炭表面含氧官能团的络合作用抑制了SMZ和SD的吸附,通过中和电荷增加SMX与Cu2+的竞争作用促进了SMX的吸附。低pH环境促进抗生素的吸附。腐殖酸通过竞争作用抑制了SMZ和SD在土壤上的吸附,而通过形成氢键促进了SMX的吸附。3、柱实验和解吸实验表明,离子型抗生素(SMX、SMZ和SD)在土壤中的迁移能力很强,添加生物炭能够有效控制其迁移性。上述认识和结论有助于深入理解抗生素残留的环境地球化学行为,评估生物炭技术对控制抗生素在土壤中迁移转化方面的潜力,为中国北方地区抗生素的环境风险评估以及修复治理技术的选择提供科学依据和理论支持。