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黄土高原红粘土中氟喹诺酮类抗生素的吸附行为研究
太原理工大学学报
网络首发时间:2024-09-18 13:39:29
38
作者
孙曜
段润斌
李育珍
逯新宇
单位
太原理工大学环境科学与工程学院
摘要
深入理解抗生素在土壤环境中的吸附与解吸特性,对于揭示其环境行为、迁移规律、归宿以及风险评估至关重要。本研究采用批量吸附实验方法,系统地研究了黄土高原红粘土对三种氟喹诺酮类抗生素(FQCAs:环丙沙星CIP、氧氟沙星OFL和左氧氟沙星LEV)的吸附与解吸特性。通过吸附等温模型、动力学模型、热力学分析以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,本研究深入探讨了FQCAs在红粘土上的吸附机理。研究结果表明,红粘土对FQCAs的吸附作用具有显著的pH依赖性,这与红粘土在不同pH值下的表面电荷特性及FQCAs的存在形态紧密相关。在298K条件下,红粘土对CIP、OFL、LEV的理论最大吸附量分别为35.99、35.34、36.15 mg/g。Sips模型对等温吸附数据的拟合效果良好,揭示了吸附过程是受温度影响的复杂混合模式,而非简单的单层物理吸附。FQCAs在红粘土上的吸附动力学分析显示,吸附平衡在2小时内即可实现,且吸附过程分为两个阶段:初始阶段主要受外部传质控制,随后由颗粒内部扩散主导。解吸实验结果进一步证实,即使经过解吸处理,仍有超过80%的FQCAs残留于土壤中,这反映了红粘土对FQCAs具有强烈的吸附亲和力。本研究的发现为FQCAs在土壤环境中的行为提供了新的理论见解,并为开发廉价、高效的红粘土基吸附剂提供了创新的策略与思路。
关键词
黄土高原环境
土壤污染控制
土壤修复
土壤吸附
抗生素污染
文章目录
1 实验材料和方法
1.1 实验试剂
1.2 土壤采样、预处理和表征
1.3 吸附实验
1.4 解吸实验
1.5 数据分析与模型
1.5.1 吸附去除效率
1.5.2 吸附等温模型
1.5.3 吸附热力学
1.5.4 吸附动力学
2 结果与讨论
2.1 红粘土理化特征
2.2 红粘土投加量影响
2.3 初始pH值影响
2.4 C_(0)的影响和吸附等温模型
2.5 吸附热力学
2.6 吸附动力学模型
2.7 解吸
2.8 FTIR分析
3 结论
引用格式
孙曜,段润斌,李育珍,等.黄土高原红粘土中氟喹诺酮类抗生素的吸附行为研究[J/OL].太原理工大学学报,1-14[2024-09-18].https://doi.org/10.16355/j.tyut.1007-9432.20240559.
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