论文部分内容阅读
氟喹诺酮类抗生素(Fluoroquinolone Antibiotics,FQs)在水-土壤/沉积物中已被频繁检出。吸附是控制其迁移转化的重要环节。环境中共存的溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)与重金属离子会影响到抗生素的吸附。溶解性腐殖酸(Dissolved Humic Acid,DHA)是DOM的主要成分之一,而Cu(II)被广泛应用在工农业生产及动物饲料等方面,是水环境中受人关注的重金属离子。本文利用吸附批实验并辅助以微观表征和模拟计算方法研究了Cu(II)和DHA对氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)和氟甲喹(Flumequine,FLU)这两种典型FQs在高岭土上吸附与解吸的影响。主要成果如下:(1)OFL主要通过氢键作用和阳离子交换作用吸附到高岭土上。溶液离子强度的增大对OFL+的吸附无影响,但会抑制OFL±的吸附,由此可以判断各形态的OFL与高岭土间的吸附亲和力大小顺序为OFL+>OFL±>OFL-。OFL吸附分配系数Kd(L/kg)随pH(4.0-10.0)变化呈现不对称的“钟形”,其最大值出现在pH=7.0左右。FLU在高岭土上的吸附机理主要为氢键和静电引力作用。溶液离子强度的增大降低了FLU的活度,导致其Kd值降低。FLU的吸Kd随pH(4.0-10.0)变化也呈现不对称的“钟形”,在pH=6.0左右达到最大。当OFL与FLU共存时,OFL与高岭土间较强的亲和力使其表现出了更强的竞争吸附能力。二者在高岭土上均容易发生解吸,且FLU比OFL解吸率高。(2)在溶液pH≤7.0时,游离态的Cu(II)会与OFL、OFL-Cu或FLU-Cu竞争吸附点位,从而抑制OFL或FLU在高岭土上的吸附。络合物Cu-OFL或CuFLU与高岭土间的亲和力均大于OFL或FLU,因而会促进OFL或FLU的吸附。Cu(II)的抑制或促进作用取决于二者的初始浓度。当溶液pH>7.0时,Cu(II)会促进OFL和FLU在高岭土上的吸附,且促进作用随Cu(II)浓度的增大而增强。这是由于pH>7.0时,未被络合的Cu(II)主要以Cu(OH)2的形式存在,不会竞争吸附点位。除此之外,Cu(OFL-)2(s)会沉淀到高岭土表面。在解吸过程中,Cu(II)会通过离子交换作用或者“络合拖拽”方式促进OFL在高岭土上的解吸,而Cu(II)对FLU解吸的促进作用是通过“络合拖拽”的方式。(3)在不同体系中,OFL或FLU与DHA的相互作用强度与溶液pH有关。DHA与OFL或FLU间的结合能力随着溶液pH的升高(4.0-10.0)而变弱。结合物DHA-OFL和DHA-FLU与高岭土间亲和力随着溶液pH的升高而降低,因此影响着OFL或FLU在高岭土上的吸附。在酸性条件下,共沉淀作用是目标组分从液相转移到固相的一个重要机理。在解吸过程中,DHA会与吸附到高岭土上的OFL或FLU结合,将吸附在高岭土上的目标污染物“拖拽”下来,从而促进OFL或FLU在高岭土上的解吸。