磺胺嘧啶在典型土壤中吸附-解吸特征与影响因素研究
磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SDZ）是中国广泛使用的一种兽药。辽宁、河南、四川作为中国农业生产大省，是黑土、黄土、紫色土等典型农业土壤的重要分布区，兽用抗生素使用广泛。本研究以辽东黑土、豫西黄土和川中紫色土为研究对象，以SDZ为受试物，利用OECD guideline106批量平衡吸附试验方法，研究不同温度下SDZ在土壤中的吸附-解吸特征，并通过冗余分析摸清土壤pH、土壤有机碳（SOC）、阳离子交换量（CEC）、黏粒（Clay）等土壤理化性质和温度等环境变量对吸附-解吸行为的影响程度，对土壤环境风险评估和污染防治具有重要理论与实践意义。主要研究结果如下： （1）对供试土壤对SDZ的吸附过程进行拟合，其中Linear模型拟合效果最好（R2=0.982，P＜0.01），其次是Freundlich模型（R2=0.971，P＜0.01），D-R模型拟合效果较差（R2=0.895，P＜0.01）。但D-R模型在豫西黄土吸附SDZ过程上更为适用，豫西黄土的比表面积（SSA）、孔体积显著高于川中紫色土和辽东黑土，其多孔性质可能对SDZ吸附过程产生重要影响。在288.15K~308.15K范围内，SDZ在土壤中吸附性能排序为：辽东黑土＞豫西黄土≈川中紫色土。SDZ在辽东黑土、豫西黄土、川中紫色土上的吸附自发进行，是一个吸热反应，属于物理吸附。 （2）同一温度下，SDZ在辽东黑土中的残留量比豫西黄土、川中紫色土高。在较低温度范围内（288.15K~298.15K），升温会抑制SDZ在三种土壤中的解吸，一旦温度超过一定范围则会促进SDZ在土壤中的解吸。解吸滞后系数HI辽东黑土＜HI川中紫色土＜HI豫西黄土，SDZ在辽东黑土上的解吸迟滞现象明显。三种供试土壤中SDZ在辽东黑土上的吸附系数最高，且在辽东黑土中具有强烈的解吸滞后性，这很可能导致SDZ在黑土中长期积累，对黑土环境的潜在危害更大。 （3）利用冗余分析研究多个土壤环境因子对吸附-解吸行为的影响，结果表明土壤吸附-解吸SDZ特征影响重要性排序为：SOC≈pH＞SSA＞CEC＞Clay＞T，前5项因子的差异性解释率分别为42.9%、42.0%、36.3%、34.4%、31.4%，均呈极显著水平（P＜0.01）。SOC、pH值是SDZ在不同土壤上的吸附-解吸行为呈现差异的关键因子。辽东黑土属于酸性土且SOC含量明显高于豫西黄土和川中紫色土，SOC含量高达30.950±0.495g/kg。辽东黑土自身低pH值和高SOC含量是造成其对SDZ的吸附能力明显高于后两者的主要因素。辽东黑土吸附SDZ的主要作用机制以阳离子交换为主，豫西黄土吸附SDZ过程中土壤颗粒与SDZ-静电斥力增强，紫色土吸附SDZ由空腔耦合的高能量消耗引起的疏水性分配原理为主。
农业土壤;环境风险评估;磺胺嘧啶;吸附行为;解吸行为
西南交通大学
硕士
环境科学与工程
欧阳峰
2022
中文
X825;X820.4
2022-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）