磺胺二甲嘧啶在土壤中的吸附和光催化降解作用.doc

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1、磺胺二甲嘧啶在土壤中的吸附和光催化降解作用　　摘要：研究了磺胺二甲嘧啶在土壤中的等温吸附和光催化降解特征，考察了催化剂ＴｉＯ２用量、土壤水分含量、光照时间和初始浓度等因素对降解效果的影响。结果表明，土壤表面对ＳＭ２吸附较小，９０%以上的ＳＭ２以游离形式存在于土壤中；催化剂ＴｉＯ２可明显促进ＳＭ２的光降解，增加土壤水分含量和延长光照时间，均能显著提高ＳＭ２的光降解率，而ＳＭ２的初始浓度对光降解效果影响较小。　　关键词：磺胺二甲嘧啶；土壤；吸附；光催化降解　　中图分类号：Ｘ５３文献标识码：Ａ文章编号：0439－８11420－4163-03　　　　Adsorpti

2、onandPhotocatalyticDegradationofSulfamethazineinSoil　　　　ＺＨＡＮＧＹｕａｎa，ＸＵＪｉｎｇ－ｗｅｎa，ＬＩＡＮＧＷｅｉb，ＸＵＥＡｉ－ｆａｎｇa，ＣＨＥＮＨａｏa　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆａｍｅｔｈａｚｉｎｅｉｎｔｈｅｓｏｉｌｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｔａｌｙｓｔＴｉＯ２ｄｏｓａｇｅ，ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｔｉｍｅ，ａｎｄｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅ

3、ｎｔｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｏｎｌｙａｓｍａｌｌｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｓｕｌｆａｍｅｔｈａｚｉｎｅｃｏｕｌｄｂｅａｄｓｏｒｐｅｄｂｙｔｈｅｓｏｉｌａｎｄ９０%ｏｆｓｕｌｆａｍｅｔｈａｚｉｎｅｗａｓｆｒｅｅｉｎｔｈｅｓｏｉｌ．ＣａｔａｌｙｓｔＴｉＯ２ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｔｈｅｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆａｍｅｔｈａｚｉｎｅ．Ｔｈｅｄｅｇｒａｔｉｏｎｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｓｏｉｌａｎｄｉｒｒ

4、ａｄｉａｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆａｍｅｔｈａｚｉｎｅｓｌｉｇｈｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｔｈｅｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｌｆａｍｅｔｈａｚｉｎｅ；ｓｏｉｌ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　　　　磺胺类抗生素具有预防和治疗细菌感染性疾病的作用，被广泛应用于人类和动物疾病的治疗。在畜牧业生产中，磺胺类抗生素还被作为生长促进剂长期添加于动物饲料［１－３］。在我国，磺胺类抗生素的年生产量较高，约８０％的磺胺类药物用于畜牧业。研究表明，兽用抗

5、生素仅有少量可被吸收利用，约６０%~９０％会随动物粪便排出体外，最终进入土壤环境［４，５］。因此，土壤就成了兽用抗生素在环境中积累的场所，兽用抗生素在土壤中的吸附、降解和残留直接影响到其对环境的潜在污染。　　为深入了解磺胺二甲嘧啶在土壤环境中的吸附、迁移和降解行为，对其环境安全性进行正确评价，研究了ＳＭ２在土壤中的吸附及纳米ＴｉＯ２作用下ＳＭ２的光降解行为，为全面评估ＳＭ２在土壤环境中的安全性和抗生素污染土壤的修复提供理论依据。　　１材料与方法　　１．１试验材料　　磺胺二甲嘧啶购自Sｉｇｍａ公司。ＴｉＯ２购自Ｄｅｇｕｓｓａ公司。土壤采自湖南省长沙市近郊０~２

6、０ｃｍ表层耕作土，去除杂物，自然风干后研磨过２ｍｍ筛。土壤的基本性质为ｐＨ５．５，阳离子交换量１２．８６ｃｍｏｌ/ｋｇ，土壤有机质含量为１１．７３ｇ/ｋｇ。试验前间歇式高压蒸汽灭菌２次。　　１．２ＳＭ２的等温吸附　　在一系列１０ｍＬ离心管中，分别加入适量ｐＨ５．５ＮａOＡｃ缓冲液，０．５０ｍＬ２０ｍｇ/ｍＬ土壤悬液和不同体积１００ｍｇ/ＬＳＭ２溶液，控制体系的总体积为２．５０ｍＬ，使体系中ＳＭ２的初始浓度依次为０、５、１０、２０、３０、４０和５０ｍｇ/Ｌ。将上述离心管置于摇床中，在２５℃，２００ｒ/ｍｉｎ下振荡２４ｈ。振荡完毕后取出，在１２０００ｒ/ｍｉｎ下

7、离心２０ｍｉｎ，取上清液用ＨＰＬＣ测定溶液中残余ＳＭ２的浓度。同时做１~５０ｍｇ/Ｌ的ＳＭ２标准系列，由外标法求出溶液中残余ＳＭ２的浓度，计算ＳＭ２在土壤表面的吸附量。　　１．３ＳＭ２的光催化降解试验　　１．３．１ＴｉＯ２用量对ＳＭ２光降解的影响称取５．００ｇ灭菌后的土壤，滴入１００ｍｇ/Ｌ的ＳＭ２溶液２．５ｍＬ，混合均匀，放入通风橱使溶剂自然挥发２４ｈ。然后向土样中分别加入土壤质量０．５％、１.0％、２.0％和３.0％的ＴｉＯ２。研钵研磨后，使土样均匀平铺于表面皿中，将表面皿置于密闭光解反应箱的有效光照区域紫外光照射１２ｈ。　　１．３．２水分含量对ＳＭ２光

8、降解的影响向灭菌土壤中加入ＳＭ２和ＴｉＯ２，混合均匀