摘要
泰乐菌素(TYL)和恩诺沙星(ENR)作为兽药抗生素被广泛应用，可以通过动物粪便、废水灌溉和医疗废水等多种方式进入环境中从而对环境和人体健康产生潜在危害。为了更好的了解这些新污染物在土壤的相互作用及环境行为，采用批平衡实验法，分别考察了 ENR和TYL单吸附体系在塿土上的吸附/解吸特性以及两种抗生素共存时的吸附行为，探究了不同影响因素(初始浓度、温度、pH值、离子类型和强度)对吸附行为的影响，并借助红外光谱表征了吸附前后塿土的结构特征，进而得出塿土吸附TYL和ENR的影响机制。主要研究结果如下: 1.研究了泰乐菌素(TYL)在塿土上吸附/解吸特性及溶液pH值和离子类型及强度的影响作用。TYL的吸附动力学符合准二级动力学方程，吸附过程涉及化学吸附且有多个速率控制步骤。TYL初始浓度的增加会增大其吸附量。TYL的等温吸附过程用Langmuir方程描述最佳，属于单分子层吸附。热力学分析显示TYL在塿土中的吸附是一个自发放热反应，为物理吸附。在解吸过程中低浓度下存在解吸滞后现象，高浓度下解吸滞后现象不明显(HI≈0.7),这与TYL分子量大、极性大有关。TYL的饱和吸附量随着溶液pH值的增加而降低，酸性条件下有利于TYL的吸附，其吸附受阳离子交换作用与疏水分配作用主导。不同阳离子的存在会促进TYL的吸附，随着离子强度和所带电荷的升高，促进作用越小。其中NH4+浓度越大，对TYL吸附促进作用越大，可能与NH4+水解使体系呈酸性有关;Mg2+对TYL的吸附有抑制作用，与其离子半径和电负性相关。 2.对ENR在塿土上的吸附/解吸进行了研究，并探讨了不同溶液pH值和离子类型及强度的影响作用。ENR在塿土上的吸附动力学和吸附等温线过程分别符合准二级动力学方程和Freundlich方程，是一个自发的放热反应且系统的有序性增加，吸附过程为物理吸附。ENR吸附量远大于解吸量，说明存在明显的解吸滞后现象。ENR中的羧基和哌嗪基会因pH值的不同而发生电离，所以ENR在酸性条件下更利于吸附。不同阳离子存在时，随着离子强度从0.01M增加到0.1M,ENR吸附量逐渐降低，但整体表现为促进作用，高浓度时Ca2+和Mg2+均表现为抑制作用。研究表明ENR在塿土中的吸附主要受阳离子交换、静电作用、氢键和疏水等作用机制共同决定。 3.考察TYL和ENR共存时在塿土上的吸附发现，两种抗生素共存时，TYL对ENR的吸附有促进作用，表现为协同吸附，归因于TYL起到类似“有机质”的作用，随着添加TYL浓度的增加，促进量越少，是由于TYL的浓度越高，则体系中TYL-ENR的化合物浓度增大，和TYL共同抢占ENR在土壤表面的吸附位点的能力就越强，而且形成的大分子化合物会产生极强的空间位阻。用准二级动力学方程和Freundlich方程对其动力学和等温线过程描述更好，pH值和离子类型及强度对其吸附与单一体系ENR吸附表现为一致，仅吸附量整体增加。 4.两种抗生素共存时，ENR能够显著增强TYL在塿土中的吸附，随着添加ENR浓度为（2，10和18mg/L）时，TYL的吸附量分别增加了 88％,68％和45％。ENR的存在下TYL的吸附量在25℃时最大，这与单一 TYL吸附体系有差别;pH值的改变对TYL的吸附（TYL和ENR共存体系下）有很大的影响，随着pH值的增加，吸附量先增加后减小，但整体表现为碱性条件下有利于吸附，表面络合作用可能为主导作用;不同浓度Ca2+从 0.01M增加到0.1M，TYL的吸附量（共存体系下）呈先上升后下降的趋势，不同类型离子对TYL（共存体系）的吸附量表现为NH4+＞K+＞Ca2+＞control＞Mg2+TYL和ENR共存时，吸附作用主要受氢键、表面络合、疏水和化学反应等作用共同控制。 本研究中ENR和低浓度的TYL会因其解吸滞后性会长期滞留于土壤中，土壤环境会有潜在的风险。而高浓度的TYL解吸滞后现象不明显，仅有少量留存于土壤中，通过淋溶作用使其进入地表水、地下水，从而使水环境造成污染。而两种抗生素共存能促进土壤的吸附，可能会使其流动性变小，降低污染地下水的风险。
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