近年来,抗生素的滥用给环境带来的潜在危害已成为人们研究的热点之一。土壤的吸附作用是影响抗生素在环境中迁移的重要因素,且土壤中的有机质对污染物的吸附发挥着关键性作用,然而有关有机质不同级分吸附污染物的行为研究尚且不足。因此,深入开展土壤有机质不同级分对抗生素的吸附研究,对全面认识抗生素在环境中的迁移行为具有重要意义。本论文选用有机质差异较大的腐殖土(Humus soil,源于植物残体腐化的森林土壤)和沉积土(Sedimentary soil,源于渭河沿岸的土壤)作为原始样品(OS),通过水提、去矿、有机溶剂萃取和酸水解等方法,对其进行分级处理,得到去溶解性有机质级分(RDOM)、去矿级分(RM)、去游离脂级分(RLF)和不可水解有机碳级分(NHC)。以广泛使用的土霉素(Oxytetracycline,OTC)作为目标抗生素,进行了各级分对OTC的吸附动力学、热力学、等温吸附实验,利用元素分析、红外光谱和扫描电镜等手段对其结构进行表征,以此探讨土壤有机质不同级分对OTC的吸附规律,并基于紫外光谱法探索了内源溶解性有机质(DOM)对OTC的吸附影响,主要取得如下认识:1.不同级分的吸附行为土壤各级分对OTC的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,且RM、RLF和NHC级分的吸附速率常数K明显大于OS和RDOM。两种土壤的RM、RLF和NHC级分对OTC的等温吸附过程均可以用Langmuir和Freundlich模型较好地描述,而腐殖土的HOS和HRDOM级分更符合Freundlich模型,沉积土的SOS和SRDOM则既符合Langmuir模型也符合Freundlich模型。腐殖土各级分的吸附容量大小依次为:HNHC≈HOS>HRDOM>HRLF>HRM,而沉积土各级分则为:SNHC≈SRDOM>SOS>SRLF>SRM。另外,热力学结果表明,不同级分吸附OTC均具有自发性,以物理吸附为主。2.不同级分的吸附机理探讨元素分析表明,各级分的芳香性和极性有显著差异,尽管芳香性和极性均影响着吸附效果,但芳香性变化对吸附效果的影响起主导作用,对于组分以有机质为主的级分(RM、RLF和NHC),吸附系数与芳香性呈良好的正相关关系,NHC芳香性最大,吸附容量最大;而对于以无机矿物为主的OS和RDOM,其吸附量变化除与芳香性有关外,还与无机矿物的含量和组成有关。红外光谱显示,土壤各级分的官能团和基团存在一定的差异,且各级分吸附OTC后部分特征官能团和基团的吸收峰位置和振动强度发生不同程度的变化,表明各级分与OTC的主要作用方式(氢键、电荷转移以及表面络合或配位作用)的强度有所不同,导致吸附容量不同。扫描电镜表明,各级分的微观形貌均有所不同,对于富含有机质的级分,吸附受孔隙多少的影响较小,如RM虽有大量微孔结构,但由于孔径过大,不利于吸附,吸附量并不大,而NHC表面光滑,孔隙虽少,但吸附量较大,可能与其表面具有较多有机活性基团形成的吸附位点有关。3.内源性DOM对OTC的吸附影响通过紫外-可见光谱分析发现,源于腐殖土的内源性溶解性有机质(HDOM)和源于沉积土的内源性溶解性有机质(SDOM)在组分、官能团类型和结构上均有所不同,HDOM的芳香环取代基上有较多的羰基、羧基、羟基等,易与OTC发生反应,促进了OTC的吸附;而SDOM的芳香环取代基主要以脂肪链为主,不易与OTC发生反应,且因占据吸附位点,抑制了OTC的吸附。