氟喹诺酮类抗生素在农业紫色土中的吸附研究

抗生素被广泛作为抗菌药物和添加剂使用在畜牧业中,造成大量抗生素随着动物粪便进入到土壤环境。吸附行为是抗生素在土壤中迁移转化的重要过程,对抗生素的风险评估及污染控制具有重要的意义。本文采用吸附试验研究了两种氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL))在重庆广泛分布的紫色土中的吸附特性以及影响因素。结果表明:NOR和OFL在紫色土上的吸附过程较快,5 h就能达到吸附平衡,吸附常数Kd能达到3 082 L/kg。Freundlich吸附等温模型能很好拟合紫色土对NOR和OFL的等温吸附过程。由吸附过程的吉布斯自由能ΔG和吸附能E可知,紫色土吸附NOR和OFL主要是通过物理吸附。溶液pH6会降低紫色土对NOR和OFL的吸附。当溶液离子强度从0.005 mol/L增加至0.05 mol/L时,NOR和OFL在紫色土上的吸附量分别降低了10.2%和11.7%。土壤有机质对NOR和OFL的吸附过程影响很小。     

重庆主城区空气降尘中重金属的特点及其在表层土壤中的累积量研究

探索不同功能区空气降尘中重金属通量特征并对其进行污染评价,对于了解空气降尘输入对土壤中重金属累积影响具有重要意义。对重庆主城的居住区(JZ)、文教区(WJ)、商业区(SY)、郊区(JQ)、交通区(JT)和工业-居住混合区(GJ)逐月进行空气降尘通量和Cr、Ni、Cd、Pb含量的测定。结果表明,工业–居住混合区的空气降尘通量平均值最高,文教区的最低。6类功能区秋季的降尘量相对较低。Cd、Cr、Ni和Pb的平均降尘量在不同功能区分布存在差异。空气降尘中4种重金属元素的平均含量为:Cd 2.14 mg/kg、Cr 66.36 mg/kg、Ni 27.69 mg/kg、Pb 98.33 mg/kg。6类功能区降尘中Cd、Cr、Ni和Pb 4种重金属含量一般冬季较高。地积累指数法的分析表明降尘中Cd污染最严重。经推算,以空气降尘的方式向土壤中输入的重金属,使重庆主城区土壤中Cd、Cr、Ni和Pb等4种重金属元素的浓度在累积100a后仍将低于《土壤环境质量标准》中的二级标准。土壤中重金属元素增加速度最快为Cd,其次为Pb和Cr,Ni的增长为负值。     

规模化猪场灌区土壤重金属污染特征及风险评价——以重庆市某种猪场为例

为了解长期猪场粪污灌溉带来的土壤重金属污染特征和风险,依托于重庆市某种猪场,采集其粪污灌溉区16个土壤样品,测定了Cu、Zn、Cd、Pb的全量,并运用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、地累积指数法评价了重金属污染状况,同时测定各重金属的分形态含量,评价了重金属的生物有效性和潜在生态风险。结果表明:灌区土壤呈弱碱性,Cu、Zn、Cd、Pb的平均含量分别为30.80、91.33、0.55、29.34 mg·kg~(-1),均超过了区域背景值,但不超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)二级标准。变异系数CdCuZnPb,其中Cd和Cu达强变异性水平。部分采样点的Cd含量高,已达到中等污染水平,土壤未受到Cu、Zn、Pb的污染。土壤中Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在,其分别占总量的85.52%、68.40%、56.55%,Cd主要以可还原态存在,占总量的52.65%。土壤重金属生物有效性CdZnPbCu,Cd和Zn的可生物利用风险较大。以土壤质量二级标准为参比值,4种重金属的单项潜在生态风险均为轻微等级;以区域背景值为参比值,Cd的生态风险为中等,其余元素为轻微。研究区重金属综合潜在生态风险为轻微级。     

西南地区典型农田土壤中Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性研究

为了解西南地区土壤对污染毒性较强的Cd和Pb元素的吸附过程及作用机制,针对性地为预防和治理土壤污染提供理论依据,采用批试验的方法研究了典型黄棕壤和紫色土对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学、等温吸附过程以及土壤有机质、溶液pH对吸附过程的影响。结果表明:土壤吸附Cd~(2+)、Pb~(2+)均能在12 h内达到平衡,土壤对Pb~(2+)平衡吸附量远大于Cd~(2+),准二级动力学模型最适合表征其动力学过程(R~2≥0.99)。吸附等温线可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,土壤对Pb~(2+)的吸附能力和缓冲能力较Cd~(2+)更大,吸附是自发进行的物理化学作用并存的过程。黄棕壤对Pb~(2+)的吸附为放热反应,紫色土对Pb~(2+)以及两种土壤对Cd~(2+)的吸附为吸热反应。去除有机质的土壤对重金属的吸附量降低,Cd~(2+)在黄棕壤和紫色土中的试验最大吸附量分别减少了37.89%、29.62%;Pb~(2+)则分别减少了12.87%、20.71%。土壤对金属离子的吸附量随溶液初始pH的增加而增加。