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乌栅土、红壤及其主要组分对土霉素的吸附

齐会勉  
【摘要】: 土霉素(Oxytetracycline,OTC)是全球使用量最多的抗生素之一,广泛用于畜禽养殖业和水产养殖业。伴随着粪肥施用可直接进入土壤环境,具有引起致病菌产生抗药性基因、破坏生态健康的风险。吸附作用是影响其迁移、转化及最终归趋的关键过程。研究OTC的吸附行为具有重要的科学价值和现实意义。 本文采用静态吸附平衡法,考察了我国代表性土壤(乌栅土和红壤)对OTC的吸附规律。结果表明,随着pH值升高,两种土壤对OTC的吸附常数K_d值均明显下降,是由pH升高引起带正电的OTC减少所致;乌栅土和红壤对OTC的等温吸附曲线,可分别使用Freundlich和Langmuir线性方程进行拟合;离子强度明显抑制OTC在乌栅土上的吸附,对其在红壤上的吸附影响不大,推测吸附机理前者以阳离子交换为主,后者以与金属氧化物的络合作用为主。 土壤组成是影响OTC吸附的重要因素。本研究参考BCR提取法,分别使用H_2O_2和NH_2OH·HCl去除土壤有机质和易还原铁锰氧化物,探讨了土壤主要组分在吸附OTC过程中做出的贡献及作用特征。结果表明,两种去有机质土对OTC的吸附明显高于原土,说明有机质在原土吸附OTC过程中的贡献小,它的存在反而覆盖了部分吸附位。而铁氧化物的去除,降低了对OTC的吸附量,推测铁氧化物是吸附OTC的重要活性组分之一,且吸附能力较强。OTC在两种原土中随pH变化的吸附趋势,与文献报道的关于OTC在纯蒙脱石和高岭石中的相似,推测粘土矿物在吸附OTC总量中起主要贡献。 本研究采用Baham法从鸡粪和猪粪中提取可溶性有机质(DOM),研究其对OTC吸附的影响及作用特征。当TOC较低时(25mg/L),DOM对OTC的吸附起促进作用,反之,抑制OTC在土壤中的吸附,增大其通过淋溶对地表水和地下水的污染风险。由三维荧光谱图分析推测,OTC与DOM中主要的荧光基团均发生作用,其中与类蛋白荧光基团的作用强于类富里酸荧光基团和类腐殖酸荧光基团,且作用机理不同。


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