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卡马西平(Carbamazepine,CBZ)是杂环类(亚氨基二苯乙烯)广谱抗癫痫药,具有抗外周神经痛、抗躁狂抑郁、抗利尿及抗心律失常等作用。在日常生活中广泛用于神经科和精神科。抗癫痫药卡马西平由于药效显著,常作为治疗癫痫和神经痛的首选药物被大量使用。卡马西平是目前广泛应用的一线抗癫痫药。其广泛分布于环境中,随之而来的环境风险引起了人们的广泛关注。国内外一些研究中,卡马西平在环境中已被检测到。目前,国内对卡马西平所造成的污染的研究还很少,几乎无法找到相关资料。目前,国内只有在污水处理中卡马西平的去除进行了少量研究。而在土壤等环境中几乎没有进行研究。通过文献不难看出,在国内卡马西平在土壤中的吸附机理的研究几乎没有。人们对卡马西平在典型土壤中的吸附机理、吸附模型、吸附模型参数的确定几乎还没有。土壤是药物在环境中最大的汇集处,土壤对药物的吸附是影响药物在土壤环境中迁移、滞留和转化的主要支配因素,同时也直接影响着药物的生物活性,一直被认为是控制药物环境行为的重要过程。研究卡马西平在土壤上的吸附行为对其认识、了解其在土壤上环境中的持留、分布、迁移转化、归宿及生物有效性等具有重要意义。本文阐述了卡马西平的结构、性质、来源及其危害;土壤的组成、结构及理化性质。综述了国内外卡马西平在土壤中的吸附、迁移研究的进展。本文采用批量平衡法研究了卡马西平在10种云南典型土壤上的吸附行为,探讨了卡马西平在10种云南典型土壤上的吸附规律,研究了在不同土壤上吸附的动力学特征和热力学特征,试验测定吸附动力学和热力学曲线,确定了吸附动力学和热力学模型,通过热力学状态函数的计算,分析了吸附机理,分析了供试土壤理化性质与吸附参数之间的关系,以及卡马西平在土壤上吸附是否受阳离子和溶解有机质(DOM)的影响,为卡马西平在土壤中的环境化学行为和迁移转化规律提供理论依据。研究结果表明:(1)CBZ在土壤上的吸附等温线用Freundlich、Langmuir和Polanyi-Manes模型拟合,根据可调可决系数比较,得到Freundlich方程拟合比较符合CBZ在土壤上的吸附等温线,其可调可决系数普遍达到0.98以上。CBZ的KF值变化在0.03~17.05之间。(2)分析了10种土壤对CBZ的吸附系数Kd与其10种土壤的理化性质之间的相关关系。发现吸附系数Kd值与粘粒和土壤有机质含量呈显著正相关性,而与土壤的土壤的CEC、pH值、粉粒含量和沙粒含量没有显著的相关性。10种土壤对CBZ的吸附主要受到土壤理化性质中的土壤有机质和粘粒含量影响。(3)用有机质含量不同的2种土壤研究了CBZ在土壤上的吸附动力学,拟一级动力学模型(Pseudo-first order, PFOM)、拟二级动力学模型(Pseudo-second order, PSOM)、双室一级动力学模型进行了拟合,经拟合数据结果,双室一级动力学模型更符合CBZ在土壤上的吸附动力学模型,其可调可决系数普遍在0.99以上(4)双室一级动力学模型拟合结果显示,快慢吸附单元的吸附速率相差在60-388倍,显示了在吸附动力学上的差异。对数据进行简单计算后得到了快吸附室和慢吸附室对吸附总量的贡献。初始1h,不同浓度的CBZ在蒙自土壤3和蒙自土壤1上吸附是以快吸附为主导,慢吸附为辅。两种土壤在初始1h中,快吸附单元占土壤吸附总量的98%以上。后续167h,慢吸附贡献占了主导地位,占总吸附量76%-98%之间。从计算可以看出,快慢两个吸附单元在初始时段(1h)和后续时段(后续167h)分别占据主导地位。(5)用有机质含量不同的2种土壤研究了CBZ在土壤上的热力动力学。Kd随温度的升高而增加,△H>0,说明CBZ在土壤上的吸附是吸热过程。通过计算,CBZ在2种土壤上的吸附热为40.11和24.43kJ/mol,推测其主要的吸附作用力是氢键力,同时存在着范德华力、偶极距力及疏水键力的共同作用。△G<0,说明该吸附自发进行。△S>0,表明吸附体系中,溶剂分子进入液相的强度大于溶质分子进入固相的强度。(6)随着平衡溶液NaCl、CaCl2浓度的增高,其中的CBZ浓度在3种土壤中的增加趋势则基本维持不变。说明阳离子对CBZ在土壤上的吸附基本无影响,这与之前得到的结论是一致的,10种土壤对CBZ的吸附系数Kd与土壤的土壤的CEC没有显著的相关性。(7)随着平衡溶液DOM浓度的增高,其中的CBZ浓度在3种土壤中的增加趋势则无明显变化。