川西平原還田秸稈DOM對(duì)水稻土吸附磺胺甲噁唑的影響.pdf

1、磺胺甲噁唑（SMX）這類有機(jī)污染物（OCs）可以通過(guò)污水灌溉、糞便肥田、廢棄藥物堆放等方式進(jìn)入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，并在各環(huán)境介質(zhì)間進(jìn)行遷移、擴(kuò)散和轉(zhuǎn)化，最終參與生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程，對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了潛在危害。
　　溶解性有機(jī)質(zhì)（DOM）是全球碳循環(huán)的重要紐帶。農(nóng)作物秸稈來(lái)源的DOM在一定程度上控制了農(nóng)田土壤中SMX的環(huán)境地球化學(xué)行為。而以往的研究忽視了還田秸稈原始有機(jī)質(zhì)釋放 DOM的環(huán)境效應(yīng)，缺少對(duì)DOM-SMX相互作用的機(jī)理

2、探討。
　　本文以川西平原6種水稻土為研究對(duì)象，采用批量平衡試驗(yàn)方法，研究水稻土對(duì) SMX的吸附、解吸動(dòng)力學(xué)，以及水稻土性質(zhì)和外界條件對(duì)水稻土吸附SMX的影響；探討油菜秸稈原始有機(jī)質(zhì)釋放DOM與SMX作用過(guò)程及該類DOM對(duì)水稻土-SMX體系相互作用的主導(dǎo)機(jī)理，以增強(qiáng)對(duì)SMX在水稻土中環(huán)境行為的深層認(rèn)識(shí)，為川西平原農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。論文取得以下研究結(jié)果。
　　（1）SMX在水稻土上的吸附動(dòng)力學(xué)與解吸動(dòng)力

3、學(xué)研究表明：SMX在不同來(lái)源水稻土上的吸附量隨吸附時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大。0~12 h內(nèi)，水稻土對(duì)SMX的吸附速率較快；12~120 h內(nèi)，吸附速率變慢，在120 h左右達(dá)到吸附平衡。相比擬一階動(dòng)力學(xué)模型和擬二階動(dòng)力學(xué)模型，雙室一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能夠更好地?cái)M合吸附過(guò)程。雙室一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合曲線由快速吸附和慢速吸附階段組成。其中，快速吸附階段發(fā)生在0~12 h時(shí)間段，慢速吸附階段發(fā)生在12~120 h時(shí)間段。解吸量隨解吸時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大，直至1

4、40 h左右達(dá)到解吸平衡，達(dá)到解吸平衡耗時(shí)大于達(dá)到吸附平衡的耗時(shí)。SMX在水稻土上平均解吸率為49％。
　　（2）探討了不同因素條件下SMX在水稻土上的吸附過(guò)程。黏性水稻土對(duì)SMX的吸附能力強(qiáng)于砂質(zhì)水稻土。SMX在水稻土上的吸附量雖與水稻土比表面積呈正相關(guān)性（r=0.946），但也與水稻土的O/C*有關(guān)，對(duì)于O/C*較高的水稻土，其吸附量會(huì)出現(xiàn)變異性。隨水稻土粒徑的減小，其對(duì) SMX的吸附量呈增大趨勢(shì)，但對(duì)（N+O）/C*值越高且

5、粒徑較大的水稻土，其對(duì)SMX的吸附量會(huì)出現(xiàn)變異性。pH值<7的水稻土對(duì)SMX吸附量呈現(xiàn)出較pH值>7的水稻土對(duì) SMX吸附量大的趨勢(shì)，但（O+N+S）%較高的水稻土（pH值>7的H1），其pH值對(duì)吸附量的影響出現(xiàn)了變異性。
　?。?）油菜秸稈 DOM-SMX相互作用表明：油菜秸稈經(jīng)提取、冷凍干燥后得到的DOM為棕褐色固態(tài)物質(zhì)。DOM能夠與 SMX相互作用，在一定程度上干擾游離SMX的遷移。SMX去除率（RR）與DOM濃度（CD）呈

6、正相關(guān)（r=0.996）。隨著 CD值的升高，DOM對(duì) SMX的吸附效率增加，但 RR與CD的相關(guān)性減弱（r=0.978）。DOM與 SMX作用時(shí)間0~20 h，作用時(shí)間與 SMX的去除率正相關(guān)（r=0.920）；作用時(shí)間20~168 h，兩者的線性相關(guān)性增加（r=0.949）。
　　（4）油菜秸稈DOM-水稻土-SMX體系的研究表明：當(dāng)DOM濃度為2 mg?mL-1時(shí)，其對(duì)水稻土吸附 SMX的過(guò)程具有延緩作用。DOM對(duì)水稻土-S

7、MX相互作用的影響由競(jìng)爭(zhēng)吸附、共吸附、累積吸附和絡(luò)合作用構(gòu)成。加入DOM后，水稻土 T1和T2對(duì)SMX的吸附量增加，L1、L2、D1、D2、H1、J1、J2和Y1對(duì)SMX的吸附量減小。吸附時(shí)間為0~24 h時(shí)，DOM與SMX在水稻土上以競(jìng)爭(zhēng)吸附為主，DOM會(huì)抑制SMX在水稻土上的吸附。吸附時(shí)間為24~168 h時(shí)，在對(duì)SMX吸附量較小的水稻土中加入DOM后，吸附過(guò)程以累積吸附和共吸附為主，DOM促進(jìn)了 SMX在水稻土上的吸附；在對(duì)SMX