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土壤中抗生素的吸附行为与机理研究进展
被引量：
7
1
作者
周永康
余圣品
+4 位作者
李佳乐
董一慧
王萌
赵齐灵
李烨余
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2023年第11期2072-2082,共11页
抗生素进入土壤后会发生一系列环境行为,造成环境污染。该文梳理了土壤中抗生素的来源、污染现状和环境行为,系统总结抗生素的官能团和分子结构以及土壤的类型、pH、共存离子和有机质影响抗生素在土壤中吸附的基本规律以及作用机制。土...
抗生素进入土壤后会发生一系列环境行为,造成环境污染。该文梳理了土壤中抗生素的来源、污染现状和环境行为,系统总结抗生素的官能团和分子结构以及土壤的类型、pH、共存离子和有机质影响抗生素在土壤中吸附的基本规律以及作用机制。土壤中抗生素主要来源于畜牧和医疗产生的废弃物;主要有四环素类、磺胺类、大环内酯类和喹诺酮类;通过生物蓄积和吸附作用残留在土壤中,诱导抗性基因产生或与其他污染物交叉污染造成生态风险。具有羟基、羧基、胺基等可电离基团和不同分子结构的抗生素,存在不同酸解离常数,通过H键作用、π–π相互作用、金属离子络合作用、去质子化作用和阳离子交换等机制被土壤吸附;颗粒细小,质地细腻,具有较大比表面积和孔隙体积的土壤会暴露更多吸附位点,更容易吸附抗生素;土壤存在可变电荷,土壤电荷与抗生素的价态相同会抑制抗生素吸附,反之则促进;有机质通过羟基、羧基等官能团增强抗生素吸附,或与抗生素竞争土壤吸附位点抑制抗生素吸附;Al^(3+)、Fe^(3+)等酸性金属离子,作为抗生素与土壤颗粒联结的桥梁促进抗生素吸附;K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)等碱性金属离子,竞争吸附位点抑制抗生素吸附。此外,土壤中能产生β–内酰胺酶、氨基糖苷类水解酶等胞外酶的微生物可以分解抗生素;植物根系可以分泌有机酸和糖类与抗生素相互作用。未来可利用有机质、离子含量较高的腐殖土研发污染土壤改良剂用于污染土壤原位修复,或利用矿物研发高效低成本的吸附材料;并加强多重复合污染体系与多机制预测模型研究。
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关键词
抗生素
土壤
吸附
影响因素
作用机制
抗生素治理
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职称材料
题名
土壤中抗生素的吸附行为与机理研究进展
被引量：
7
1
作者
周永康
余圣品
李佳乐
董一慧
王萌
赵齐灵
李烨余
机构
东华理工大学水资源与环境工程学院
东华理工大学/核资源与环境国家重点实验室
江西省勘察设计研究院有限公司
南昌市水文地质与优质地下水资源开发利用重点实验室
出处
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2023年第11期2072-2082,共11页
基金
国家自然科学基金国际(地区)合作研究项目(51861145308)
江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ2200720)
+1 种基金
南昌市水文地质与优质地下水资源开发利用重点实验室开放课题(20231B21,20231C21)
东华理工大学实验技术开发项目(DHSY-202263,DHSY-202222)。
文摘
抗生素进入土壤后会发生一系列环境行为,造成环境污染。该文梳理了土壤中抗生素的来源、污染现状和环境行为,系统总结抗生素的官能团和分子结构以及土壤的类型、pH、共存离子和有机质影响抗生素在土壤中吸附的基本规律以及作用机制。土壤中抗生素主要来源于畜牧和医疗产生的废弃物;主要有四环素类、磺胺类、大环内酯类和喹诺酮类;通过生物蓄积和吸附作用残留在土壤中,诱导抗性基因产生或与其他污染物交叉污染造成生态风险。具有羟基、羧基、胺基等可电离基团和不同分子结构的抗生素,存在不同酸解离常数,通过H键作用、π–π相互作用、金属离子络合作用、去质子化作用和阳离子交换等机制被土壤吸附;颗粒细小,质地细腻,具有较大比表面积和孔隙体积的土壤会暴露更多吸附位点,更容易吸附抗生素;土壤存在可变电荷,土壤电荷与抗生素的价态相同会抑制抗生素吸附,反之则促进;有机质通过羟基、羧基等官能团增强抗生素吸附,或与抗生素竞争土壤吸附位点抑制抗生素吸附;Al^(3+)、Fe^(3+)等酸性金属离子,作为抗生素与土壤颗粒联结的桥梁促进抗生素吸附;K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)等碱性金属离子,竞争吸附位点抑制抗生素吸附。此外,土壤中能产生β–内酰胺酶、氨基糖苷类水解酶等胞外酶的微生物可以分解抗生素;植物根系可以分泌有机酸和糖类与抗生素相互作用。未来可利用有机质、离子含量较高的腐殖土研发污染土壤改良剂用于污染土壤原位修复,或利用矿物研发高效低成本的吸附材料;并加强多重复合污染体系与多机制预测模型研究。
关键词
抗生素
土壤
吸附
影响因素
作用机制
抗生素治理
Keywords
antibiotics
soil
adsorption
influencing factor
action mechanism
antibiotic treatment
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
土壤中抗生素的吸附行为与机理研究进展
周永康
余圣品
李佳乐
董一慧
王萌
赵齐灵
李烨余
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2023
7
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