摘要
近年来，抗生素在临床和牲畜养殖中的大量生产和应用，导致其在土壤和水环境中被频繁检测到。据估计，在我国每年有54000吨抗生素被人和动物排泄，其中99%以上的抗生素被释放到环境中。磺胺甲恶唑（SMX）是离子型极性化合物，具有两个解离常数（pK1=1.6和pK2=5.7）和较低的固-液吸附分配系数（Kd），在环境中以多种形式存在，向水体中迁移输送的风险较高。生物炭被誉为“黑色黄金”，能够对有机污染物表现出较强的吸附亲和力，进而降低抗生素的环境污染风险。生物炭源溶解性有机质（BDOM）作为生物炭最具活性和流动性的组分，对抗生素迁移行为的影响显著区别于土壤源DOM和生物炭，但其对抗生素的污染行为未见报道。此外，生物炭源溶解性有机质不仅可以改善土壤物理和化学性质，还能通过凝聚胶结和物理分散等作用对土壤团聚体粒径分布产生影响，进而影响土壤有机碳和溶解性有机碳含量，并对抗生素在土壤中的赋存状态产生显著影响。因此，本论文选择生物炭源溶解性有机质，通过研究对土壤全土和土壤团聚体性质的影响，揭示BDOM对抗生素吸附和迁移的影响机制。主要研究工作及结果如下： （1）低剂量生物炭降低了土壤0.25-2 mm团聚体含量；对应地，高剂量生物炭提高了土壤0.25-2 mm团聚体含量。此外，生物炭提高了土壤全土及团聚体总有机碳含量，降低了土壤全土及团聚体溶解性有机碳含量。 （2）生物炭释放的BDOM也会影响土壤团聚体，但与生物炭影响机制不同。BDOM能有效增加土壤0.25-2 mm大团聚体含量，降低＜0.053 mm团聚体含量。生物炭添加到土壤中，分散效应导致大团聚体含量降低；而BDOM添加到土壤后产生胶结凝聚作用，促使小粒径团聚体向大粒径转化。 （3）生物炭和BDOM能显著影响SMX在土壤中的吸附和迁移行为。土壤中加入生物炭后，可显著增加对SMX的吸附，吸附规律为：土壤 BC350＞土壤 BC500＞土壤 BC700。不同温度生物炭与土壤老化不同时间，对SMX的吸附效果表现为老化15 d＞老化90 d＞老化0 d。pH=7条件下，碱性黏土对SMX未产生可观察到的吸附，添加BDOM后仍然没有改变这一现象。但淋溶100 mg C/L的BDOM500溶液可以降低染毒土SMX淋出率，BDOM丰富的官能团和表面电荷通过共吸附作用促进了SMX在土壤中的吸附和固存，导致抗生素淋出量下降。
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