环丙沙星在地下水灌区土壤的吸附解吸特征

作     者：黄爽兵 谢遵滨 轩晨飞 钱永 HUANG Shuangbing;XIE Zunbin;XUAN Chenfei;QIAN Yong

作者机构：油气地球化学与环境湖北省重点实验室长江大学资源与环境学院湖北武汉430100 中国地质调查局河北省地下水污染机理与修复重点实验室河北石家庄050061 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 

出 版 物：《环境科学与技术》 (Environmental Science & Technology)

年 卷 期：2024年第47卷第7期

页      面：91-98页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：中国地质科学院基本科研业务费项目(SK202303) 中国地质调查局地质调查项目(DD20230423) 河北自然科学基金项目(D2018504005) 

主　　题：农田土壤 地下水灌溉 环丙沙星 吸附解吸 华北平原 

摘      要：为了更全面认识环丙沙星(CIP)在不同背景土壤中的迁移特性,在华北平原地下水灌溉农田区选择有机质组成特征和理化性质显著的两处土壤样品,从动力学和热力学两方面研究CIP在土壤中的吸附-解吸机制。结果显示,动力学实验数据更符合准二级动力学方程,等温模式呈非线性特征、Langmuir模型拟合效果最优。吸附动力学常数(K_(2),8 772.64 vs 2 846.37 g/(mg·h))、吸附平衡速率常数(Kl,0.113 vs 0.094 L/mol)及最大吸附量(Q_(m),5 033 vs 3 167 mg/kg)参数均呈现出献县样品大于正定样品,指示献县土壤更快的吸附速率和更大的吸附容量。相应地,解吸实验得到的解吸率(5.98%vs 8.07%)、最大解吸量(6 592 vs 7 564 mg/kg)及由热力学计算所得吸附自由能ΔG(-25.08 vs-23.00 kJ/mol)大小均一致反映出献县土壤相较正定土壤对CIP的吸附性能更强。综合实验研究结果和光谱特征、理化参数特征分析得出,献县土壤的高分子、高芳香性和多官能团的腐殖质成分以及更高黏粒含量是其吸附性能整体表现更强的重要因素,腐殖质分子的疏水作用和静电作用等物理吸附机制可能对献县土壤吸附CIP起到更加积极的作用。