河水-地下水交互带沉积物中抗生素和代谢产物提取方法优化及其分布特征

河水-地下水交互带是污染物发生富集、降解和转化等生物地球化学过程的重要场所.抗生素作为一类广泛关注的有机污染物,探索其在交互带中的分布特征对认识特殊生境下污染物迁移转化过程具有重要意义.由于交互带氧化还原条件变化敏感,沉积物组成特殊,建立了一种有效提取交互带中22种抗生素及4种磺胺类代谢产物的前处理方法,并对样品初始状态、提取温度、提取液pH值以及有机提取溶剂进行了优化.同时对汉江下游河水-地下水交互带沉积物中的抗生素含量进行分析,结果表明,采用pH=3的乙腈/乙二胺四乙酸二钠（Na₂EDTA）-Mcllvaine缓冲液（1 ：1,体积比）对未经氧化的沉积物原样在40℃条件下进行3次微波提取,目标抗生素的回收效果最好.汉江下游交互带沉积物中共检出11种抗生素,其中以土霉素（OTC）和氧氟沙星（OFL）为主,最高检出含量分别为6.77 ng ·g^-1和5.81 ng ·g^-1.不同交互剖面中抗生素含量的垂向分布差异较大,主要与沉积物岩性、抗生素理化性质和地表水-地下水交互作用等影响因素有关.     

纤铁矿对氧氟沙星的吸附特征及环境影响因素

本文以化学合成的纤铁矿为研究对象,探讨典型氟喹诺酮类抗生素氧氟沙星(OFL)在纤铁矿上的吸附动力学、热力学过程及其环境影响因素.结果表明,纤铁矿对OFL的吸附过程更符合伪二级动力学模型(R²=0.991)和Freundlich模型(R²=0.996),平衡吸附量(Q_e)为1.99mg/g,且该吸附为自发放热过程.纤铁矿对OFL的吸附有很强的p H值依赖性,主要取决于不同p H值条件下纤铁矿的带电性和OFL离子的存在形态;同时,离子强度的增加会减弱纤铁矿与OFL之间的静电斥力,从而使吸附量增加.富里酸(FA)对OFL在纤铁矿上的吸附具有促进作用;两种离子对OFL的竞争吸附有着不同的影响,其中Ca²⁺抑制OFL的吸附,而NO₃^-则无明显影响.扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明,OFL在纤铁矿上的吸附机制以羧基参与的双齿螯合配位或双桥配位作用为主.     

城区第四系沉积柱中抗生素的垂向分布特征及环境影响因素

抗生素从地表向地下迁移时,容易通过水-岩相互作用残留于沉积物中,给地下水带来二次释放的风险.为探究抗生素的垂向分布特征和环境影响因子,于医院附近钻孔并分层采集了5个30 m第四系沉积柱,测试分析了5大类抗生素和磺胺代谢物.结果表明：(1)沉积物中抗生素含量范围为3.05～107.03μg·kg^-1,除洛美沙星外,其他所有目标抗生素均有检出,其中氧氟沙星和土霉素是研究区最主要的抗生素;(2)抗生素在垂向上并不呈现严格的下降趋势,而是随着岩性层位的变化而变化;(3)抗生素主要赋存在黏粒沉积物中,并随地下水位的波动而变化;(4)抗生素与环境因子的冗余分析结果表明,pH和TOC通过影响沉积物对抗生素的吸附作用来控制抗生素的迁移转化.医院废水渗漏对地下环境带来的抗生素污染的风险应引起重视.     

抗生素在地下水系统中的环境行为及生态效应研究进展

抗生素在环境中的残留已引起广泛关注。随着对地下水污染的报道日益增多,抗生素对地下水系统的潜在影响不容忽视。本文系统地阐述了地下水中抗生素的来源、污染水平及迁移转化规律,总结了抗生素对地下水微生物群落的影响以及抗生素诱导产生的抗性基因的潜在污染趋势。因地下水赋存隐蔽,一旦污染难以及时察觉,抗生素进入地下水系统后易长期残留。目前,针对抗生素及抗性基因在地下水系统中的环境行为及生态效应研究还十分有限,本文据此指出了当前形势下开展相关研究的必要性,并对今后的研究方向进行了展望。     

汉江下游河水-地下水交互带中地下水水化学和氮分布特征

河水-地下水交互带被称为生物过滤器,对氮等污染物有截留净化功能。为研究汉江下游河水-地下水交互带氮的分布特征,本文设立了3个剖面和9口钻井,采集沉积物和地下水样品并进行测试。结果表明,在样品采集期间交互带剖面1河水补给地下水,剖面2地下水补给河水,剖面3河水和地下水水位持平。交互带地下水pH整体上呈中性,主要水化学类型为HCO₃-Ca型,处于缺氧或厌氧的还原环境;地下水硝态氮0.02～0.22 mg/L,亚硝态氮小于0.02 mg/L,小于Ⅰ或Ⅱ类地下水氮的浓度限值;位于农田的1-2井氨氮1.93 mg/L,符合Ⅴ类地下水氨氮浓度限值,而其它8口井氨氮0.01～0.32 mg/L,小于Ⅲ类地下水氨氮浓度限值。交互带沉积物pH呈中性偏弱碱性,1-2钻井不同深度沉积物氨氮0.05～2.45 mg/kg,其它钻井沉积物氨氮0.03～0.34 mg/kg。这些结果表明农业氮肥是导致交互带高氨氮的主因,但是影响范围比较有限。此外,交互带中氨氮主要以交换态铵氮存在,溶解态氨氮占比较少。     

钢渣和沸石去除猪场废水中的磷酸盐和氨氮

研究了猪场废水中磷酸盐和氨氮的去除,采用钢渣除磷酸盐,NaCl改性沸石除氨氮,考察了不同比例钢渣和沸石混合材料同时去除磷酸盐和氨氮的效果。结果表明:钢渣对猪场废水中磷酸盐去除效果明显,沸石对猪场废水中氨氮有很好的去除效果;混合材料中活化沸石和钢渣的比例为4:1时,氨氮和磷酸盐的去除率分别为75.87%和89.71%。猪场废水进行两级处理后,便可达到磷酸盐和氨氮的排放标准。     

含铀煤燃烧底灰中铀的形态分布及其影响因素研究

以云南临沧的含铀褐煤为研究对象,在实验室模拟燃烧试验,考察了不同温度、时间、原煤粒径和是否加入CaO 4种燃烧控制条件下煤的燃烧过程,并采用逐级提取法分析了燃煤底灰中铀的赋存形态,讨论了不同燃烧条件下燃煤底灰中不同赋存形态铀的含量及其相互转化关系。结果表明:燃煤底灰中铁锰氧化物结合态铀和残渣态铀的含量随燃烧温度的升高而增加,碳酸盐结合态铀的含量随燃烧温度的升高而减小;在600℃、不同条件下的原煤燃烧过程中,燃煤底灰中碳酸盐结合态铀和铁锰氧化物结合态铀的质量随燃烧时间的增加逐渐增加,有机物结合态铀和残渣态铀的质量随燃烧时间的增加逐渐减少;原煤粒径较小时,在燃烧过程中易形成飞灰而降低各种赋存形态铀在燃煤底灰中的含量;在原煤燃烧过程中,加入适量CaO会提高燃煤底灰中除离子交换态铀外的各种赋存形态铀的含量,使燃煤底灰中的铀富集。