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不同抗生素在剖面土壤中的吸附特征VIP免费

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第32卷第12期2013年12月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol.32,No.12December20132013年4月8日收稿.∗国家自然科学基金青年科学基金项目(41001300)资助.∗∗通讯联系人,Tel:010⁃62843981;E⁃mail:wpchen@rcees.ac.cnDOI:10.7524/j.issn.0254⁃6108.2013.12.020不同抗生素在剖面土壤中的吸附特征∗伊丽丽焦文涛陈卫平∗∗(中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京,100085)摘要采用静态吸附实验研究了3类不同吸附性能的抗生素(四环素类、氟喹诺酮类、磺胺类抗生素)在北京市自然发育的表层土壤(0—20cm)中的吸附动力学行为和剖面土壤(0—20、20—40、40—60、60—80、80—100cm)中的吸附热力学行为.结果表明,3类抗生素在土壤中的吸附,呈现先快后慢的反应过程,均可以在24h趋于平衡;Elovich方程能很好地描述3类抗生素在土壤中的吸附动力学过程.不同种类抗生素在同一深度土层中的吸附系数(Kd)各不相同,吸附强弱顺序为:四环素类抗生素(503.1—5742L·kg-1)>氟喹诺酮类抗生素(160.7—786.1L·kg-1)>磺胺类抗生素(3.173—7.893L·kg-1).同种抗生素在不同深度土层的Kd值也存在较大差异,其中四环素类相差2.5倍、氟喹诺酮类相差2.8—3.6倍、磺胺类相差1.1倍.抗生素自身性质的差异是影响其在土壤中吸附行为的主要因素.剖面土壤理化性质的差异也会对抗生素在土壤中的吸附行为造成一定影响,土壤阳离子交换量和有机质是其主要的影响因子.关键词抗生素,剖面土壤,吸附,土壤性质.抗生素是一类是全球应用最为广泛和滥用最为明显的药物之一[1].人类活动连续的输入使环境中抗生素呈现出一种“假持续”现象,进而对人体健康及整个生态系统构成长期潜在的危害[2].抗生素在土壤中的累积及向地下水迁移是其主要环境问题,而吸附是影响抗生素在土壤环境中迁移的重要过程之一.关于抗生素在土壤、沉积物中的吸附行为特征及其影响因素的研究表明抗生素在土壤和沉积物的吸附系数(Kd)可以从不到1—104L·kg-1[3⁃5]不等,主要受到抗生素理化性质、土壤类型和环境条件等因素的影响[6⁃10].为揭示不同外界输入条件下抗生素的土壤累积及迁移特征,有必要研究其在不同深度土层中的吸附行为.目前,针对抗生素在剖面土壤中的吸附特征的研究较少.本文选取北京市广泛存在的潮土为研究土壤,选取吸附性能差异较大的四环素类抗生素、氟喹诺酮类抗生素、磺胺类抗生素作为研究对象,研究其在自然发育的表层土壤(0—20cm)中的吸附动力学行为和剖面土壤(0—20、20—40、40—60、60—80、80—100cm)中的吸附热力学行为,揭示其在剖面土壤中的吸附特征及其影响因素,为科学预测抗生素的土壤环境行为及生态风险提供依据.1材料与方法1.1供试材料环丙沙星标准品购自美国Sigma公司,纯度为95%;四环素、土霉素、诺氟沙星、氧氟沙星、磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑标准品均购自德国Dr.EhrenstorferGmbH公司,纯度均>90%;甲醇和乙腈为色谱纯试剂,均购自Dikma公司;其它试剂为分析纯;实验用水为Milli⁃Q超纯水仪制备.选择四环素类抗生素(四环素、土霉素)、氟喹诺酮类抗生素(氧氟沙星、环丙沙星、诺氟沙星)、磺胺类抗生素(磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑)作为研究对象的依据为:国内常用、在北京市再生水中有检出、具备一定的持久性、吸附性能存在较大差异.供试土壤采自北京农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心深100cm的自然发育的剖面土壤.经测试土壤样品中不含任何抗生素类药物.自然风干后,过100目筛.参考相关文献[11],对供试土2358环境化学32卷壤的理化性质进行测定.其中,土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定、pH采用酸度计(UB⁃7)测定、水分...

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