5种磺胺类抗生素在土壤中的吸附和淋溶特性

分别利用振荡平衡法和柱淋溶法研究了5种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶,磺胺甲嘧啶,磺胺二甲嘧啶,磺胺二甲氧嘧啶,磺胺甲恶唑)在5种不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素.结果表明,磺胺类抗生素在5种供试土壤上的吸附等温线较好地符合Freundlich方程,吸附常数K_d为 0.10~4.39 μg^1-1/n (cm³)^1/n g ^-1;5种磺胺类抗生素在供试土壤中吸附性大致排列顺序为:东北黑土≈无锡水稻土>江西红壤>南京黄棕壤≈陕西潮土.吸附的主要影响因素为土壤pH值和有机质含量:土壤pH值增高,磺胺类抗生素大量转变为阴离子态,吸附减弱;土壤有机质含量增加,吸附增强.5种磺胺抗生素在5种供试土壤中的吸附自由能为 -12.5~-5.3 kJ·mol^-1,表明吸附机理主要是物理吸附.磺胺类抗生素在土壤中具有较强的淋溶性, 淋溶性能从大到小依次为:陕西潮土>南京黄棕壤>江西红壤>无锡水稻土>东北黑土,与吸附试验结果相一致.畜禽养殖使用磺胺类抗生素对地下水污染具有潜在风险,应该引起足够重视.     

氟啶胺在土壤中的吸附解吸与淋溶特性

采用批量平衡法研究了氟啶胺在南京黄棕壤、江西红壤、东北黑土中的吸附解吸特性.结果表明,25℃下,氟啶胺在3种供试土壤中的等温吸附-解吸曲线能较好地符合Freundlich模型,其吸附常数分别为南京黄棕壤119.34,江西红壤202.23,东北黑土311.88,与土壤有机质含量、阳离子代换量和粘粒含量有良好的相关性,相关系数分别为0.9973,0.9690,0.8586.土壤对氟啶胺的吸附自由能变化均小于40kJ/mol,属于物理吸附.氟啶胺在3种土壤中均难淋溶.     

环丙氨嗪在我国5种代表性土壤中的吸附特征

采用批平衡法,研究了环丙氨嗪在江西鹰潭红壤、江苏南京黄棕壤、江苏常熟水稻土、河南封丘潮土和黑龙江海伦黑土5种土壤中的吸附特征.结果表明,环丙氨嗪在5种供试土壤中的吸附过程趋于线性吸附,且均能以Freundlich模型和Langmuir模型较好地进行线性拟合.其中,环丙氨嗪的土壤吸附lgKf值分别为:潮土1.650 5、黄棕壤1.671 5、红壤1.715 3、水稻土2.457 9和黑土2.655 7,表明环丙氨嗪在5种土壤中的吸附行为存在较大差异.Kf与土壤有机质含量呈正相关(r=0.989),与土壤pH之间呈显著负相关(r=-0.938).其吸附自由能变化为-20.8~-23.0 kJ/mol,表明环丙氨嗪在土壤中的吸附主要是物理吸附.     

微囊藻毒素MC-RR在农田土壤中吸附行为研究

采用批处理实验研究了典型微囊藻毒素MC-RR(10~400μg·L-1)在农田土壤(水稻土、赤红壤和咸田土)中的吸附动力学和热力学特征,并探讨土壤理化性质对其吸附行为的影响.结果表明,MC-RR在农田土壤中的吸附均于4 h内达到平衡,吸附动力学均符合拟二级动力学方程(R20.994),液膜扩散是主要控速过程;各温度下(15、25、35℃)MC-RR吸附等温线均符合Langmuir方程(R20.827).水稻土吸附MC-RR主要为自发放热的物理吸附过程,其吸附能力随温度升高而降低;赤红壤和咸田土吸附MC-RR主要为自发吸热的化学吸附过程,其吸附能力随温度升高而增强.土壤粘粒矿物和有机质含量显著影响其对MC-RR的吸附能力,粘粒矿物含量越高,有机质含量越低,MC-RR吸附能力越强.MC-RR在有机质含量较高的水稻土中难吸附,而在有机质含量较低的赤红壤和粘土含量较高的咸田土中易吸附.     

除草剂甲基磺草酮在土壤中的吸附及淋溶特性

分别利用振荡平衡法和柱淋溶法研究了甲基磺草酮在不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素.结果表明,甲基磺草酮在5 种供试土壤上的吸附特性能较好地用线性吸附等温线拟合,吸附常数Kd 为0.77~4.43L/kg,很难被土壤吸附.影响吸附的因素主要是土壤pH 值,其次是有机质含量.土壤pH 值增高,离子态的甲基磺草酮量增加,吸附减弱;甲基磺草酮在土壤中具有较强的淋溶性,影响其淋溶性能的主要因素是土壤pH 值,pH 值越高,淋溶性能越强.     

灭草松在土壤中吸附的支配因素

通过振荡平衡法测定了灭草松在6种土壤中的吸附等温线,计算了灭草松在吸附过程中平均偏摩尔自由能的变化值.结果表明灭草松在其中5种土壤上的吸附等温线为直线,分配常数Kd 0.14～0.31mL·g^-;土壤吸附灭草松的强弱次序为:德清水稻土＞安吉水稻土(pH4.79)＞余杭水稻土＞临安红壤＞安吉水稻土(pH7.36)＞德清黄壤.土壤性质与分配常数的相关分析,发现支配灭草松在土壤上吸附的主要因素是pH值和土壤有机质含量.灭草松在土壤上的吸附主要是中性灭草松及其阴离子在土壤有机质中的分配,与有机质性质关系不大.     

DDT在武汉地区三种典型土壤中的吸附和迁移特征

采取室内模拟试验方法,研究了滴滴涕（DDT）在武汉地区三种不同土质类型土壤中的吸附和迁移特征。结果表明：DDT在A、B、C三种土壤中的吸附符合线性吸附方程,在24h左右达到平衡,吸附过程为自发的物理吸附,Kd值在0.3~1.41mL/g之间,Kd值大小顺序依次为A种土〉B种土〉C种土;土柱淋溶试验表明一周后DDT在A种土、B种土和C种土中最大迁移深度分别为11.0cm、13.2cm、15.4cm;影响DDT在土壤中吸附的重要因素之一是土壤中有机质含量;土壤中的DDT对地下水污染存在潜在的风险性,应引起高度重视。     

北京地区几种典型土壤吸附Zn的研究

对北京地区５种不同土壤吸附Ｚｎ的研究证明,该５种土壤对Ｚｎ的吸附均匀符合Ｆｒｅｕｎｄｉｌｃｈ吸附等温线,其吸附量与土壤ｐＨ,有机质和ＣａＣＯ３的含量等土壤基本性质呈正相关,所研究的５种土壤均属于褐土类,其中有机质含量低的褐土性和水稻土对Ｚｎ的吸附量最低。     

地带性土壤对苯胺吸附行为的研究

土壤作为挥发性有机污染物的源与汇,研究污染物在其中的吸附行为对探明污染物环境归趋和生态风险意义深远。以苯胺为代表性污染物,在综合分析我国12种地带性土壤的基本理化性质基础上,探讨苯胺在土壤-水界面分配规律以及该吸附行为与土壤理化性质之间的关系。结果表明:1）12种地带性土壤对于苯胺的吸附能力差异明显,其中,黑龙江黑土吸附苯胺能力最强,理论饱和吸附量最大;2）考虑到部分土样的吸附等温线表现出明显的非线性,用Freundlich模型拟合土壤吸附苯胺的等温线;3）12种地带性土壤的理化性质差异显著;4）有机质含量对苯胺土-水界面吸附行为影响最为显著:有机质含量越高,土壤对于苯胺的吸附能力越强。     

抗生素磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑在土壤中的淋溶行为研究

农业生产中畜禽粪污还田会将残留的抗生素带入农田土壤,并能通过淋溶作用迁移至深层土壤最终进入地下水. 该研究采用模拟土壤柱淋溶试验方法,研究了2种磺胺类抗生素——磺胺嘧啶(sulfadiazine,SDZ)和磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)在农田土壤中的淋溶行为,以及表层土抗生素含量、淋溶液pH和有机质对各土柱剖面SDZ和SMX残留水平的影响. 结果表明:①不同表层土抗生素含量下,SDZ和SMX在供试土壤中均呈向下迁移的趋势,但淋溶结束后上层土壤中二者含量明显高于下层,土柱各层抗生素的含量随表层土抗生素含量的增加而增加. ②淋溶液pH为3.00和5.00时,各层土壤中SDZ和SMX的含量均高于淋溶液pH为7.00时. 淋溶液pH较高时两种磺胺类抗生素多以阴离子形态存在,会与带负电荷的土壤颗粒产生静电斥力而易于向下迁移;随着淋溶液pH的降低,两种磺胺类抗生素阴离子形态占比减少,上层土壤中保留的抗生素含量变高,向下迁移的能力减弱. ③粪便添加组上层土壤中SDZ和SMX的含量明显高于未添加组,抗生素向下迁移的能力减弱,这与有机质的添加使得上层土柱吸附能力增强有关. 通过模型模拟,SDZ和SMX的地下水污染指数分别为3.50和4.45,均大于2.8,表明在供试土壤中这2种磺胺类抗生素的淋溶迁移性较强. 研究显示,淋溶试验结果与模型模拟结果一致,表明SDZ和SMX对地下水存在潜在污染风险.      

五种土壤吸附喹乙醇特性的研究

用振荡平衡法研究了喹乙醇在东北黑土、常熟水稻土、陕西潮土、南京黄棕壤和江西红壤中吸附行为及其影响因素.结果表明,喹乙醇在5种土壤中的吸附行为均可用Langmuir方程和Freundlich方程进行良好的线性拟合.其吸附系数KF很小,分别为2.813,1.740,0.446,0.309和0.201,显示很难被土壤吸附.其KF与土壤有机质含量及阳离子交换量呈良好的相关性.而与土壤pH值及黏粒含量相关性较差.温度和离子强度均对喹乙醇在土壤中的吸附有一定影响,较低的温度和离子强度均有利于土壤对喹乙醇的吸附.     

有机肥源磺胺类抗生素在土壤中的降解规律及影响因素分析

运用室内模拟降解法,研究了有机肥源磺胺类抗生素(磺胺嘧啶、磺胺甲嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺二甲氧嘧啶和磺胺甲恶唑)在光照或避光条件下、不同类型土壤中的降解能力.结果表明,5种磺胺类药物在土壤-粪便混合基质中的降解规律均呈"L"型;不同磺胺在土壤中的降解性与药物自身性质相关,江西红壤中降解半衰期长短顺序为:磺胺甲恶唑磺胺二甲嘧啶磺胺嘧啶磺胺甲嘧啶磺胺二甲氧嘧啶;土壤中有机质含量越高,磺胺类药物在土壤中降解性越强,其降解速率大小为:东北黑土≈太湖水稻土江西红壤;磺胺类药物在土壤-粪便混合基质中的降解速率显著大于单一土壤,粪便的加入对磺胺类抗生素的降解性有较大促进作用,光照作用则相对影响较小.     

pH和有机质对土壤中锌的吸附-解吸特性影响研究

采用批次平衡法和Freundlich模型研究了锌在黑土和潮土中的吸附解吸行为,分析了p H和有机质对Zn在供试土壤中吸附解吸的影响。结果表明:黑土和潮土对Zn都具有较强的吸附能力,吸附-解吸等温线符合Freundlich模型,黑土和潮土的吸附-解吸常数(K_f)分别为1 882.03和1 546.66;在pH为4.6～7.4范围内,土壤对锌的吸附能力随pH值的升高而增强;土壤有机质去除后,K_f变小且经验常数(1/n)变大,吸附的非线性较强。     

污灌条件下非离子表面活性剂对土壤中有机农药迁移的影响研究

采用振荡平衡法和淋洗法,研究了污灌条件下非离子表面活性剂Tween－80在表层土壤和深层土壤上的吸附行为及其对有机农药甲萘威迁移的影响。结果表明：在振荡平衡条件下,低Tween－80浓度的污水灌溉会促进甲萘威在表层土壤中的吸附,而高Tween－80浓度的污水灌溉会抑制甲萘威在深层土壤中的吸附;在淋洗条件下,Tween－80在深层土壤中表现出较强的吸附能力。     

重金属在根际中的化学行为--Ⅰ.土壤中铜吸附的根际效应

在第四纪红壤性水稻土(QP)、淀浆白土(WP)、第四纪红土(QR)和赤红壤(LR)上种水稻后,用自制根盒制得各自的根际土和非根际土,以铜为指示离子,研究了土壤对铜吸附的根际效应。结果表明,根系生长使土壤中铜专性吸附载体、pH等因子改变,从而使根际土吸附铜量大于非根际土。QR的铜吸附特征可用Freundlich方程表征,其余土壤可用Langmuir方程描述。铜吸附的根际效应大小依次为QP>WP>LR>QR。起始铜浓度对根际土壤中铜吸附的影响较复杂。除QR外,随样品铜吸附量增加,平衡液pH下降、铜吸附会引起根际土与非根际土pH的差异。     

模拟降雨条件下典型土壤汞淋溶风险研究

采集全国22种典型土壤,通过室内土柱试验,探讨雨水(p H 5.6)作用下污染土壤Hg(外源添加2mg/kg)的淋溶和释放特征,并对影响土壤Hg淋溶特性的因子进行分析.结果表明,22种土壤Hg的释放过程大致分为3类,第1类包括黑土?黑钙土?草毡土?水稻土?暗棕壤?福州黄壤?黄泥土?栗钙土,这8种土壤在整个淋溶过程中淋出液Hg浓度极低,未超过地下水III级标准(1μg/L).第2类包括广西红壤?贵州黄壤?棕壤?灰钙土?黄绵土等5种土壤,淋溶前期(2~3L)Hg含量较低,到淋溶中期含量显著上升,随后出现下降,到淋溶末期(5~6L)淋溶液Hg含量降低到III级标准以下.第3类土壤包括砖红壤?黄棕壤?紫色土?褐土?赤红壤?潮土?盐碱土?江西红壤?棕漠土等9种土壤,淋溶过程呈现2个阶段,当淋溶体积在4L之内,淋出液中Hg浓度较高,且变化比较剧烈,对环境及地下水威胁较大,超出4L后,Hg释放速率明显变缓,浓度降低到III级标准以下.模拟降雨条件下22种土壤Hg的释放率为0.33%~5.95%,最高的是贵州黄壤,最低是吉林黑土,平均为1.55%.逐步回归分析的结果表明,土壤有机质(OM)?p H及土壤汞含量(THg)对降雨作用下土壤Hg累计释放量(q)有重要作用,三者累计的决定系数为0.5865,回归方程为lnq=1.8+0.62ln THg-0.109p H-0.918ln OM     

水稻种植对黑土微生物生物量和碳源代谢功能的影响

采用磷脂脂肪酸方法和Biolog-ECO微平板检测法,以吉林省长春市双阳区农业技术推广站实验区的土壤为对象,研究了水稻种植对黑土微生物生态结构和功能的影响.结果表明空地中有机质含量最高,其次为田间土,根际土中有机质含量最低;在夏季的样品中有机质含量最高,土壤中全氮的变化趋势与土壤有机质比较相似.土壤微生物群落功能多样性指数则表现为夏季显著高于秋季和春季,春、秋两季差异不明显,冬季最低,空地中微生物群落的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数高于田间和根际.全部样品微生物生长步入稳定期时间和碳源的颜色平均变化率变化范围不同,时间分别为216、192、216、120 h,范围分别为0.52~0.84、0.82~1.28、0.40~0.84、0.05~0.48,表明春秋季微生物步入稳定期和对碳源的代谢量比较相似,夏季最大,冬季最小.研究结果为科学评价典型水稻种植黑土区土壤生境质量退化与恢复过程中微生物特征的变化提供参考.     

土壤中苯氧羧酸类除草剂的降解动态

在室内模拟条件下研究了 2甲 4氯、2,4-D和除草醚在土壤中的降解动态 .将它们放在 3种不同有机质含量的土壤中培养 ,隔一段时间取出测定它们在土壤中的含量 ,发现随着时间的延长 ,它们的含量在逐渐减少 .在未考虑土壤中微生物的作用时 ,上述 3种农药在土壤中的稳定性与土壤中的有机质含量及 pH值似乎存在一定的相关性 .除草剂在有机质含量高的土壤中降解较快 ,2甲 4氯 ,2 ,4-D和除草醚在黑土中的降解半衰期分别为 28.6d,27.3d,71.5d;而在红土中的降解半衰期分别为223.6d,301.4d,97.6d,苯氧羧酸类除草剂在酸性土壤中表现得更为稳定 .     

水稻对不同土壤中硒酸盐/亚硒酸盐的吸收和富集

通过土培试验研究了在3种类型土壤(红壤、黑土和灰钙土)上施用不同价态硒肥(Na2 SeO3或Na2 SeO4)条件下,水稻地上部硒含量的变化.结果表明,在水稻幼苗期,3种土壤上Se4+硒肥处理的水稻幼苗地上部硒含量高于Se6+硒肥处理.施用Se4+硒肥,红壤、黑土及灰钙土中水稻幼苗的硒含量分别为5.76、1.18和1.11 mg· kg-1,分别为对照的2.5、4.7和6.9倍;施用Se6+硒肥,红壤、黑土及灰钙土中水稻幼苗的硒含量分别为4.70、0.66和0.73 mg·kg-1.在水稻成熟期,施用Se4+硒肥后,红壤、黑土及灰钙土中水稻籽粒中硒含量分别由对照中的0.34、0.05和0.05 mg·kg-1增加到0.94、0.14和0.20 mg·kg-1;施用Se6+硒肥后,红壤、黑土及灰钙土中水稻籽粒中硒含量分别为1.13、0.12、0.16mg·kg-1.不同价态硒肥处理和土壤类型对水稻幼苗和成熟地上部硒含量都有显著影响.在pH值低的红壤上施用Se6+硒肥效果更好,而在pH值高的黑土和灰钙土上施用Se4+硒肥效果更好;从环境风险和硒对植物毒性的角度考虑,硒肥以亚硒酸盐的形式施用比较好.     

重金属污染的长春水田黑土对菲的吸附作用

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了Pb、Zn、Cu污染后黑土对PAHs的吸附作用.结果表明,分配作用是黑土吸附菲的主要机制,无论重金属污染与否,黑土对菲的等温吸附曲线均呈线性.实验条件下,重金属污染后黑土对菲的吸附作用明显增强,且随重金属含量提高,黑土对菲的吸附系数(Kd)和有机碳标化的吸附系数(Koc)增大.由于重金属的“键桥”作用,黑土吸附菲的平衡溶液中水溶性有机质(DOM)浓度降低,土壤固相有机质含量略有增加(不超过原有有机质含量的0.53%).计算了这部分增加的固相有机质对菲的吸附系数K_Ph/soc,并分析了溶液中DOM对土壤吸附菲的影响.结果显示,溶液中DOM浓度变化及其与菲的结合作用对重金属影响土壤吸附菲的贡献甚微;而K_Ph/soc值则比土壤原有有机质对菲的吸附系数K_d值大2～3个数量级,这是重金属污染导致土壤吸附作用增强的根本原因.