摘要

磺胺类抗生素和氟苯尼考(FFC)是浙江省普遍使用的抗生素,在土壤上吸附弱而易于迁移,存在较高的环境风险.近年来,粪源抗生素对农田土壤潜在风险的研究多是在实验室条件下添加粪肥的方式进行,无法评估自然施肥状态下抗生素的污染风险.因此以浙江省长期施用不同肥料(鸡粪、猪粪和化肥)的5种旱地农田土壤[临安(LA)、嘉善(JS)、龙游(LY)、开化(KH)和金华(JH)]为对象,选用4种常用的抗生素[磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲基嘧啶(SMT)、磺胺甲基异噁唑(SMZ)和FFC],进行批量平衡实验,探究土壤不同类型和粪肥类型对抗生素在土壤中吸附的影响.结果表明,4种抗生素在实验土壤中的吸附都较弱,吸附次序为:SMT(1.44~13.23 mg(1-(1/n))·L1/n·kg-1)>SMZ(0.73~6.05 mg(1-(1/n))·L1/n·kg-1)>SD(0.16~5.57 mg(1-(1/n))·L1/n·kg-1)>FFC(0.27~3.81 mg(1-(1/n))·L1/n·kg-1).Freundlich模型对SD、 SMT和FFC的等温吸附拟合效果优于线性模型,其中SD和FFC属于“S”型吸附,SMT属于“L”型吸附;SMZ的线性模型的拟合效果优于Freundlich模型.总有机碳(TOC)和溶解性有机碳(DOC)含量能较好地预测4种抗生素的吸附容量(r为0.548~0.808),阳离子交换量(CEC)和电导率(EC)能较好地预测SMT和FFC的吸附容量(r为0.758~0.841).与施用化肥相比,粪肥施用会提高酸性和中性土壤的TOC、 DOC、 CEC和EC的值而有利于抗生素在土壤上的吸附,但同时会增加土壤pH而不利于抗生素在土壤上的吸附;粪肥施用会降低碱性土壤TOC、 DOC、 CEC、EC和pH的值,pH降低有利于抗生素在土壤上的吸附,但TOC、 DOC、 CEC和EC值的降低则不利于抗生素在土壤上的吸附.对于肥力低的酸性土壤,施用粪肥后因增加了土壤肥力从而增加了抗生素在土壤上的吸附,如LA点施用鸡粪的土壤、 LY(1)点施用猪粪的土壤和JH点施用鸡粪和猪粪的土壤;但是对于肥力高的酸性和中性土壤,施用粪肥因增加了土壤pH而显著降低了抗生素在土壤上的吸附,如JS点分别施用鸡粪和猪粪的土壤和LY(2)点施用鸡粪的土壤.对于肥力和pH均高的石灰土(如KH土壤),施用粪肥后4种抗生素在土壤上吸附变化呈现多样性:施用鸡粪和猪粪后显著增加了SD的吸附容量,而显著降低了SMT和SMZ的吸附容量,施用鸡粪后显著降低了FFC的吸附容量.因此,根据土壤的肥力状况和pH进行粪肥施用,能有效地控制粪源抗生素的环境风险.

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