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药品和个人护理品(PPCPs)是一类在污水、污泥和粪肥中广泛检出的新型污染物,它们通过再生水灌溉以及生物固体的土地利用进入土壤。胶体(例如粘土矿物)在土壤中广泛存在,并可能与PPCPs产生相互作用从而影响PPCPs在地下环境中的迁移和归趋。铁氧化物是土壤(尤其是风化土壤)重要组成成分,具有较高的表面积和表面电荷,是土壤中最具活性的组成物质之一,通常覆盖在土壤和含水层沙砾表面,可以改变固体介质的表面性质从而影响污染物和胶体的运移。 本文着重研究了土壤胶体和溶液化学条件是如何调节PPCPs在室内土柱穿透实验中的运移,以及在胶体和溶液离子强度控制下,铁氧化物对PPCPs运移的影响。结果显示,溶液pH能够显著影响PPCPs的运移,PPCPs与土壤胶体的亲和度因化学性质和溶液离子强度的不同而呈多样化。在没有铁氧化物的情况下,胶体的存在使环丙沙星(超过90%吸附于胶体上)的穿透率从~4%增加到30-40%,并且这种促进作用在溶液离子强度较低时(2 mM)更加明显。相比之下,胶体对四环素(~50%吸附于胶体上)运移的净影响则有促进和抑制两种可能,主要取决于溶液离子强度。这一双重效应的主要原因是,溶解态和胶体结合态四环素的运移行为对溶液离子强度变化的响应是相反的。胶体也使布洛芬的穿透率提高了50%,尽管布洛芬与胶体的吸附作用很弱。 有铁氧化物存在的情况下,石英砂对PPCPs的吸附能力提高了一倍,并且溶液离子强度对这种吸附作用影响很弱。柱子中添加20%铁氧化物覆盖石英砂使胶体的穿透率降低了28%。柱子中铁氧化物覆盖石英砂从0增加到50%,使PPCPs的穿透率降低了32-66%。柱子中的铁氧化物覆盖石英砂减弱了胶体对环丙沙星运移的促进作用(~30%,溶液离子强度2mM)。胶体对四环素运移行为的影响仍然不明显,柱子中铁氧化物覆盖石英砂降低了它的穿透率,其比例可能是影响四环素运移的关键因素。铁氧化物覆盖石英砂也降低了布洛芬的穿透率。此外,铁氧化物的存在使所选PPCPs的运移对溶液离子强度的变化变得不敏感。 本研究表明,在地下环境中,土壤胶体是PPCPs的重要载体,并且可以影响PPCPs的异位运移环境风险。土壤中的铁氧化物对PPCPs的滞留也发挥了重要作用,可以改变胶体和溶液离子强度对PPCPs运移的影响。