摘要

畜禽粪便施肥是农田土壤中抗生素污染的主要来源.粪源基质中的胶体物质可与抗生素发生交互作用从而影响抗生素的淋溶迁移.然而目前,粪源基质和土壤水分运动特征影响下的抗生素迁移规律尚不明确,由实验室内研究获取的机理认识也十分缺乏田间观测与验证.本研究以川中丘陵区典型石灰性紫色土为对象,在生态养鸡果园管理模式下,探究不同种类粪源抗生素在连续自然降雨事件下随土壤水文过程的迁移浓度、通量及其对降雨的动态响应规律.结果表明,在蓄满产流机制下,连续强降雨可导致地表径流和地下渗流中的抗生素浓度都急剧增加,检出率>95%.降雨过程中,抗生素浓度对降雨强度有明显响应,浓度峰与雨强峰一一对应,地下渗流的浓度峰存在15~30min滞后.磺胺类抗生素在地表径流和地下渗流中的平均浓度分别高达1.22和4.07μg/L.在紫色土优先流作用下,吸附性较强的喹诺酮类和四环素类抗生素即使在降雨初期也能在地下渗流中被检出.地下渗流也是研究区紫色土中抗生素迁移的重要路径,其迁移总通量比地表径流高两个数量级.此外,鸡粪处理下抗生素迁移浓度和通量显著高于对照,表明粪源基质对污染物具有辅助运移作用.pH值和胶体浓度是影响抗生素迁移的主要因素,在降雨过程中的变化可引起抗生素形态及其与胶体结合作用改变.相关分析表明,胶体浓度与抗生素都呈正相关,pH值与磺胺类、四环素类抗生素和泰乐菌素呈显著正相关,而与氟苯尼考和喹诺酮类抗生素负相关.本研究为认识以紫色土为代表的优先流发育土壤中的抗生素迁移规律及对区域水环境污染风险评估提供了重要科学依据.

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