環(huán)丙沙星在多孔介質(zhì)中的遷移及模擬研究.pdf

1、近年來，化學(xué)工業(yè)發(fā)展迅速，化學(xué)品與人類生活關(guān)系日益密切。其中，抗生素類藥物在食品加工、水產(chǎn)養(yǎng)殖、家禽飼養(yǎng)等許多行業(yè)被廣泛使用，同時對環(huán)境的影響越來越引起人們的重視?？股乜山?jīng)動物排泄等多種途徑最終進(jìn)入土壤環(huán)境以及河流，并通過淋溶、滲濾等途徑隨著土壤水分向下遷移而危害地下水。土壤抗生素污染直接影響農(nóng)產(chǎn)品安全并威脅人類健康。所以為了揭示環(huán)丙沙星在土壤中的吸附遷移機(jī)制，為有效治理土壤中環(huán)丙沙星的污染提供科學(xué)依據(jù)，有必要探究不同條件下抗生素在土

2、壤中的吸附、遷移行為，并預(yù)測可能造成的負(fù)面效應(yīng)。
　　本論文通過批量平衡吸附實驗和室內(nèi)土柱出流實驗，以低反應(yīng)性石英砂為介質(zhì)，研究在不同物理（不同粒徑石英砂）、化學(xué)（pH和離子強(qiáng)度）因素影響下，環(huán)丙沙星在石英砂中的吸附特征、遷移過程；并用Freundlich和Langmuir等溫吸附方程分別對環(huán)丙沙星的吸附特征進(jìn)行擬合，且用HYDRUS-1D軟件模擬了環(huán)丙沙星在石英砂中的運移過程，得到以下主要結(jié)論：
　　（1）在靜態(tài)等溫吸附實

3、驗中，石英砂對環(huán)丙沙星的吸附量隨著平衡液濃度的增大而增大。pH越高，離子強(qiáng)度越大，吸附量越低；粒徑越小，吸附量越大。用Freundlich方程擬合實驗數(shù)據(jù)，確定性系數(shù)R2>0.886；用Langmuir方程擬合時，確定性系數(shù)R2>0.806；Freundlich方程能更好地擬合環(huán)丙沙星在石英砂中的吸附特征。
　　（2）不同pH與離子強(qiáng)度下，環(huán)丙沙星在石英砂中的運移特點是，pH越大，出流時間越短，達(dá)到C/C0峰值的時間越短，從出流到

4、結(jié)束整個過程中峰的時間跨度變化越小。隨著離子強(qiáng)度的增加，環(huán)丙沙星出流越早，達(dá)到峰值的時間越短，從出流到結(jié)束整個過程中的峰的時間跨度越小。說明高pH、高離子強(qiáng)度有利于環(huán)丙沙星在石英砂中的運移。不同粒徑下環(huán)丙沙星在石英砂中的運移，一般粒徑越大，出流越早，峰值越高。而在較高離子強(qiáng)度或較低pH下，出流特征差異不大。說明此情況下粒徑對穿透曲線的影響不大。
　?。?）不同pH與離子強(qiáng)度條件下，環(huán)丙沙星在覆鐵石英砂中遷移過程差異明顯。相比石英砂

5、，覆鐵石英砂對環(huán)丙沙星有較強(qiáng)的滯留作用，且穿透曲線有嚴(yán)重的“拖尾”現(xiàn)象，出流時間、到達(dá)峰值的時間較長；峰值也較小。環(huán)丙沙星從出流到濃度衰減為零過程中峰的時間跨度變大。
　?。?）出流液的pH隨著溶液的輸入先下降后上升，最終趨于平緩。出流液的pH隨初始離子強(qiáng)度減小而增大。出流液的EC隨著溶液輸入先短暫上升后下降，然后又逐漸上升，最后趨于平緩；并且，出流液整體的EC隨初始pH的增大而增大。
　　（5）運用Freundlich方程

6、擬合靜態(tài)吸附實驗數(shù)據(jù)得到的阻滯因子Rd值與運用HYDRUS-1D方程反演得到的參數(shù)所求出的Rd值相比，前者較大，符合靜態(tài)吸附實驗和動態(tài)遷移實驗的特點。
　?。?）運用HYDRUS-1D軟件中化學(xué)非平衡單點吸附模型（OSM）的擬合效果較好，能較好地描述環(huán)丙沙星在石英砂中的遷移行為；在三種石英砂中，粉砂的擬合效果最好。?較小，表明石英砂表面有一定的非均一性，但差異不大。吸附位點存在差異，存在化學(xué)非平衡現(xiàn)象。ω值遠(yuǎn)小于100，這表明吸附