【摘 要】
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目前,世界各地农业环境正受到兽药抗生素的污染。含有兽用抗生素的畜禽粪便常被作为优质有机肥施用于农田,土壤中抗生素的残留可能对人类健康和土壤生态系统造成潜在风险。土霉素是畜禽养殖业中使用量最多的抗生素之一,其在全球土壤中存在不同程度的检出,随着降雨淋溶以及地表径流可能会对深层土壤,甚至地下水造成一定的危害。为了揭示土霉素在土壤环境中的潜在风险,对其在土壤中的吸附及迁移进行研究是十分必要的。本研究选择
【基金项目】
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山西省面上青年基金项目:石灰性土壤土霉素污染的植物修复机理研究(201901D211353); 山西省重点实验室基金项目,农田土壤土霉素污染的植物修复机理研究(2019004);
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目前,世界各地农业环境正受到兽药抗生素的污染。含有兽用抗生素的畜禽粪便常被作为优质有机肥施用于农田,土壤中抗生素的残留可能对人类健康和土壤生态系统造成潜在风险。土霉素是畜禽养殖业中使用量最多的抗生素之一,其在全球土壤中存在不同程度的检出,随着降雨淋溶以及地表径流可能会对深层土壤,甚至地下水造成一定的危害。为了揭示土霉素在土壤环境中的潜在风险,对其在土壤中的吸附及迁移进行研究是十分必要的。本研究选择土霉素作为目标污染物,采用室内土柱淋溶试验研究了土霉素在典型石灰性土壤中的淋溶特征,模拟了降雨时间、污染浓度、淋溶液pH值对其纵向迁移的影响,并以全国10个地区的土壤作为供试土样,探究土霉素在不同类型土壤中的淋溶特征。并采用批量平衡法研究了土霉素在山西省内5个不同地区典型的石灰性土壤以及全国6个不同地区不同类型土壤中的吸附行为,探究了不同因素(阳离子介质、有机质、氧化物、pH值)对土霉素吸附行为的影响。主要结论如下:(1)随着淋溶时间的增长和污染浓度的增大,土霉素在土壤中的纵向迁移的量越大,其纵向迁移能力越强。随着淋溶液的pH值的降低,土霉素更倾向于迁移至土壤深处。土霉素在10个不同地区土壤中迁移特征各有不同,有机质含量越高的土壤,土霉素越容易富集在表层土壤中,不易发生纵向迁移。在全国10个地区供试土壤中,在污染土壤浓度为20 mg/kg、淋溶液pH值为7、淋溶时间为5 d条件下,土霉素最远迁移至40 cm处。(2)Freundlich模型对土霉素在土壤中的吸附具有良好的非线性拟合效果。结合各供试土壤的理化性质进行分析,表明pH值较低且有机质含量较高的土壤,对土霉素具有较强的吸附能力。土霉素在土壤中的吸附与介质溶液也有关,添加K+、Ca2+、Mg2+3种阳离子均会抑制土霉素在土壤中的吸附,其对土霉素吸附抑制作用强弱为Mg2+>Ca2+>K+。(3)以山西晋中地区土壤作为供试土壤,探究有机质及氧化物对土霉素在土壤中吸附行为的影响,结果表明去除有机质及氧化物的土壤对土霉素的吸附量小于原土。(4)以浙江地区土壤作为供试土壤,探究在介质溶液pH值较低条件下,土霉素在土壤中的吸附行为,结果表明,介质溶液pH值在1~3范围内,随着介质溶液pH值的上升,土霉素在土壤中的吸附量随之上升,在pH=3时达到最大吸附量,随着介质溶液的pH继续上升,其吸附量反而下降。本研究揭示了土霉素在不同类型土壤以及不同环境条件下的吸附和迁移行为。研究结论有助于深入了解土霉素在土壤中的环境行为,为评估土霉素的环境风险以及修复治理策略的合理选择提供一定的理论依据和支持。
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