土霉素在4种人工湿地基质上的吸附-解吸特性

为了研究土霉素在人工湿地基质床中的行为机制,本实验采用批量平衡方法研究了壤土、煤灰渣、粗砂和细砂等4种人工湿地基质材料对土霉素的吸附、解吸特性。结果表明,土霉素在人工湿地基质材料上的吸附可分为前4小时的快速吸附阶段和之后的慢速吸附阶段,14 h后达到吸附平衡,这一吸附平衡时间明显低于一般人工湿地系统的水力停留时间。可以认为,土霉素在人工湿地中有足够的时间吸附于基质层上,其吸附量的大小主要取决于基质材料的性质。土霉素在4种基质材料上的等温吸附实验表明,吸附等温线均呈非线性,用Freundlich方程能较好地对吸附数据进行非线性拟合。在4种人工湿地基质材料中,煤灰渣对土霉素的吸附作用最强,通过Freundlich方程拟合的吸附容量参数(KF)为280.2;其次为壤土,KF值为129.3;粗砂和细砂的吸附作用较弱,KF值分别为53.2和64.5。人工湿地基质材料对土霉素的吸附能力主要与基质有机质含量、粘粒含量、Fe2O3含量、阳离子交换量和Al2O3含量呈正相关。土霉素在4种人工湿地基质材料上的解吸均存在滞后现象,相对于壤土和煤灰渣,吸附于粗砂和细砂上的土霉素更容易被解吸下来。     

土霉素残留对猪粪堆肥过程中理化性质的影响

为探讨土霉素残留对猪粪堆肥过程的影响,以猪粪和锯末为原料,设置土霉素初始残留质量浓度分别为0、10、50、100、150 mg/kg的5个处理,进行为期30 d的好氧堆肥,研究土霉素对堆肥过程中温度、含水率、水溶性NH4+-N、水溶性NO3- -N、水溶性有机碳(DOC)的变化影响.结果表明:(1)土霉素残留加速了温度的下降,不利于温度的上升.(2)土霉素初始残留质量浓度为100、150 mg/kg不利于堆肥过程中水分的散失,并且会造成堆肥结束后堆体的高含水率.(3)土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机氮的分解及硝化细菌的硝化作用,其中150mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.(4)堆肥结束后,0、10、50、100、150 mg/kg处理的DOC分别为3 815.65、3 461.88、3 429.28、3 231.18、2 782.09mg/kg.0 mg/kg处理的DOC高于其他4个处理,且与150 mg/kg处理之间差异显著,表明土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机碳的利用,其中150 mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.     

树脂吸附法回收母液中土霉素的实验研究

研究了D061大孔强酸性阳离子交换树脂从土霉素生产母液中吸附土霉素的性能,并分析了相关影响因素。结果表明,该树脂对土霉素有良好的吸附性能,符合Langmuir吸附模型。在pH=2、钠型条件下,吸附容量高达122.4mg/g干树脂;用氨水脱附,脱附率可达95%;实验表明,母液中铵根的存在,对树脂交换容量有较大的影响。     

土霉素和磺胺二甲嘧啶对堆肥过程中酶活性及微生物群落功能多样性的影响

为了探讨抗生素对堆肥过程中酶活性及微生物群落功能多样性的影响,将添加土霉素(OTC)和磺胺二甲嘧啶(SM_2)的猪粪与小麦秸秆进行好氧堆肥发酵试验.试验设置3个处理,分别为CK处理(不添加抗生素)、L处理(10 mg·kg~(-1)OTC+1 mg·kg~(-1)SM_2)、H处理(140 mg·kg~(-1)OTC+30 mg·kg~(-1)SM_2).结果表明,各处理堆体温度在55℃及以上持续了4 d,发芽指数大于85%,均达到了腐熟标准;堆肥35 d后,L和H处理中OTC残留率分别为2.8%和4.2%,SM_2均未检出;抗生素降解符合一级动力学方程,半衰期为0.56~1.24 d.H处理对堆肥过程中脱氢酶活性呈先抑制后促进的作用,而对脲酶活性则在堆肥后期表现出显著抑制作用.Biolog数据表明,在堆肥腐熟期H处理AWCD值、Shannon指数和Simpson指数显著大于CK;主成分分析得出,H处理改变了堆肥过程中微生物群落结构,起分异作用的碳源主要为糖类、羧酸类及氨基酸类.综上所述,添加OTC和SM_2对堆肥过程中酶活性和微生物群落功能多样性有显著影响,且经堆肥处理后SM_2被完全降解,而OTC仅有少量残留,说明好氧堆肥是一种快速有效去除抗生素的方法.     

3种四环素类抗生素在褐土上的吸附和解吸

以OECD Guideline 106为基础,采用批量平衡方法研究3种四环素类抗生素在褐土上的吸附和解吸作用.结果表明,3种四环素类抗生素的吸附和解吸不同程度地偏离线性模型,其中Freundlich模型可以对吸附和解吸数据进行良好的非线性拟合,平均拟合相关系数为0.991;其中金霉素的吸附等温线呈“S型”,土霉素的吸附等温线呈“L型”,而四环素的吸附等温线呈线性.在2种褐土中,金霉素吸附容量(lgKf) (4.307和4.003)高于四环素,而四环素lgKf (3.252和3.198)高于土霉素lgKf (2.932和2.724).对于同一种抗生素,在2种褐土中的吸附容量和吸附强度并无显著差异性.此类抗生素在褐土中的吸附均以物理性吸附为主.土霉素在褐土中的滞后系数显著高于四环素和金霉素(P<0.01),而四环素和金霉素的解吸滞后系数之间无显著差异.     

磁性活性炭对废水中盐酸土霉素的吸附

利用磁性材料易分离和活性炭具有良好的吸附性能的特点,制备了磁性活性炭(MAC),研究了其对废水中盐酸土霉素(OTC-HCl)的吸附性能。应用批处理方式,研究了影响MAC吸附性能的因素,并对吸附动力学和等温线进行了分析。酸性条件有利于OTC-HCl的吸附,共存盐的影响小,升温有利于OTC-HCl的吸附。303 K时对OTC-HCl的吸附量达到338 mg·g⁻¹。模型拟合分析表明,Elovich方程可准确地预测时间对吸附量的影响,Toth和Langmui模型可以描述吸附平衡过程。Elovich方程可以预测解吸时间对解吸量的影响,吸附OTC-HCl的MAC有一定的重复使用性能。以上结果表明,MAC具有良好的吸附能力,可用于废水中土霉素的吸附去除。     

土霉素对小麦毒性效应的品种间差异

为了研究土霉素对小麦毒性效应的品种间差异,收集了63个小麦品种,根据土霉素对小麦种根影响的试验结果,从中筛选出对土霉素耐性相差最大的两个小麦品种,探讨了土霉素对这两个小麦品种叶片叶绿素含量的影响.结果表明:1)小麦对土霉素的耐性存在品种间差异,在供试的63个小麦品种中,核优1号对土霉素最敏感,而烟农21对土霉素最不敏感,二者的EC50值分别为1.25和54.21mg·L-1;2)土霉素处理能够显著降低小麦叶片叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量,其中对土霉素敏感品种核优1号的抑制显著高于不敏感品种烟农21;3)就同一品种而言,土霉素胁迫条件下,叶片叶绿素a的降低程度明显高于叶绿素b,叶片叶绿素a/b的比值显著降低.土霉素对敏感品种核优1号叶绿素a/b比值的影响显著弱于不敏感品种烟农21.     

土霉素对厌氧发酵中酶活性和甲烷产量的影响

以猪粪为原料,小麦秸秆为调节物质,在小型厌氧发酵装置进行中温(37℃)厌氧发酵试验,研究了外源添加土霉素(OTC)对厌氧发酵过程中累积甲烷产量、脲酶活性和脱氢酶活性的影响以及土霉素的浓度变化情况.依据土霉素的添加量不同,试验共设置4个处理:CK处理,L处理(OTC质量分数60 mg·kg-1),M处理(OTC质量分数100 mg·kg-1),H处理(OTC质量分数140 mg·kg-1).结果表明:厌氧发酵初期,土霉素对甲烷累积产量有一定的促进作用,以后转变为抑制作用.厌氧发酵结束时,同对照相比,L至H处理甲烷累积产量依次减少了8.9%,4.6%,9.4%.厌氧发酵初期,土霉素对脲酶活性有一定的促进作用,随后转变为抑制作用;厌氧发酵前期,不同浓度土霉素对脱氢酶活性均表现为抑制作用,厌氧发酵后期,只有H处理的脱氢酶活性显著小于对照.土霉素含量在第10 d大幅度减少,30 d后土霉素含量基本维持不变.     

Al0-Gr-Fe0活化O2类Fenton氧化降解土霉素的研究

采用高能球磨-高温烧结-液相还原法制备了能活化O₂原位产生H₂O₂/^·OH的新型功能材料（Al⁰-Gr-Fe⁰）,通过XRD、SEM、EDS和VSM对Al⁰-Gr-Fe⁰进行了表征,探讨了水中土霉素（OTC）在Al⁰-Gr-Fe⁰/O₂体系中的降解效能和降解途径.结果表明,在初始pH值为6、Al⁰-Gr-Fe⁰投加量为2g/L的条件下反应60min后,OTC和TOC的去除率分别达到100.00%和92.93%.循环使用4次后,Al⁰-Gr-Fe⁰对OTC的去除率仍有79.27%.通过自由基猝灭试验和自由基捕获试验确定了Al⁰-Gr-Fe⁰/O₂体系降解OTC的主要活性物种是^·OH.Al⁰-Gr-Fe⁰/O₂体系对OTC的降解归因于：Al⁰-Gr-Fe⁰高选择性还原O₂为H₂O₂/^·OH;Al⁰-Gr-Fe⁰中的Al⁰还原能促进Fe的循环,从而提高了Fe的催化活性,促进了H₂O₂分解产生^·OH.     

畜禽粪肥还田四环素类抗生素(TCs)在土壤-蔬菜系统的分布特征及风险评估

畜禽粪肥还田引起的土壤抗生素污染对蔬菜安全和土壤生态风险的影响应得到足够的重视.四环素类抗生素(TCs)在畜禽粪肥和蔬菜基地土壤中被普遍检出且含量较高.然而,目前针对土壤TCs污染对蔬菜安全和土壤生态风险的研究主要采用盆栽试验和田间调查的研究方法,较少开展田间试验.结合盆栽试验和田间试验的研究方法,调查畜禽粪肥还田引起的TCs在土壤-蔬菜系统中的分布特征,采用日允许摄入量-危害商值法(ADI-HQ法)和物种敏感性分布-风险商值法(SSD-RQ法)分别对蔬菜可食部分TCs污染的人体健康风险和土壤TCs污染的生态风险进行评估.结果表明,盆栽试验和田间试验菜心地上部和地下部TCs含量均以OTC为主;盆栽试验和田间试验菜心地上部(以干重计)ω(OTC)分别高达29.25μg·kg^-1和45.03μg·kg^-1,地下部含量(以干重计)ω(OTC)分别高达87.32μg·kg^-1和135.44μg·kg^-1;且田间试验菜心地上部和地下部3种TCs含量均显著高于盆栽试验.土壤TCs的残留以OTC为主,盆栽试验和田...