土霉素在土地中迁移研究 土霉素在土地中迁移研究 土霉素在土地中迁移研究 科 1材料与方法 1.2检测分析方法检测条件:检测波长365nm,柱温25℃,进样量5.0μL,流速200μL?min-1,流动相A为0.2%甲酸水溶液,流动相B为乙腈,流动相组分A∶B=85∶15,出峰时间为2.61min。质谱条件:电喷雾ESI离子源;雾化气(GAS
1)为0.31MPa;气帘气为0.10MPa;加热辅助气(GAS
2)为0.38MPa;碰撞气CAD为Medium;喷雾电压IS为-4500V;雾化温度为500℃;检测方式为负离子多离子反应检测(MRM)。OTC用于定性和定量分析的离子对为m/z=445.2/410.2。
霉素的生物降解和土壤离子平衡。用蠕动泵控制淋溶液速度为0.3mL?min-1,直至达到设计淋溶量后停止,再将填装土柱放置3d,使土壤水分排至自然干状态,对半拆开土柱,按要求分层取样,分析土霉素含量。
具体试验设计如下:
(1)取样方法:将土柱拆开后,以玻璃棉为界限去除上层制备的污染土壤,以紧接玻璃棉的下层土壤为0cm,即表层土壤样品,距玻璃棉5cm的下层土壤为5cm处土壤样品,并依此类推。
(2)土霉素在不同土壤中的淋溶迁移特性:按上述填装步骤分别装入红壤土(水稻土)、黑钙土(黑土)、赤红壤(草地土);设定淋溶量为4.5L蒸馏水。
(3)淋溶液体积对土霉素在土壤中的迁移影响:以红壤土为供试土壤,设定淋溶量为1.
5、3.0、4.5L蒸馏水,换算成相应的降雨量分别为300、600、900mm。
(4)淋溶液pH对土霉素在土壤中的迁移影响:以红壤土为供试土壤,淋溶液体积为4.5L,用0.1mol?L-1的NaOH或HCl调节蒸馏水的pH值分别为
5、
7、9。
(5)施药量对土霉素在土壤中淋溶的迁移影响:以红壤土为供试土壤,配制浓度分别为
1、
10、20mg?kg-1的污染土壤加于不同的土柱上层,用4.5L的蒸馏水淋溶。
(6)土霉素溶液在土柱中的迁移特性:土柱中装填60cm供试土壤,直接用4.0L浓度为1.0mg?L-1土霉素溶液淋溶。以上实验每个处理均设3个平行和3次重复实验。
1.5数据分析本文用SPSS17.0进行数据平均值、标准差、回归及方差(SNK)的统计分析,统计性显着性假设为P<0.05;数据图形采用Origin8.0制作,化学分子式采用Chem-Office2006绘制。2结果与讨论2.1不同土壤类型对土霉素的垂直迁移影响土霉素(OTC)在土壤中有一定的迁移能力,在不同类型的土壤中其迁移能力也有不同,图2为土霉素在红壤土、黑钙土和赤红壤3种土壤中迁移情况。
由图2可知,土霉素在3种土壤中的迁移深度为红壤土>赤红壤>黑钙土。在表层土壤中黑钙土中土霉素含量最高,其次为红壤土,赤红壤;但在5~30cm土层,相同深度取样点中的土霉素含量为赤红壤>红壤土>黑钙土,即土霉素在赤红壤中的迁移能力最强,在黑钙土中的迁移能力最弱。
方差分析表明,不同土壤类型对土霉素在土壤中的迁移深度影响达到显着差异水平(P<0.0
5)。土霉素在土壤中的吸附行为与土壤组成有密切的关系[24],尤其以土壤中的有机质、黏粒、铁铝氧化物等因素影响最大,且以上因素含量越高的土壤,对土霉素的吸附量也越大。
对照表1中3种供试土壤的理化性质,3种土壤的有机含量依次为黑钙土>红壤土>赤红壤,即有机质含量越高的土壤,土霉素受淋溶迁移的深度越小。因为土壤有机质中带有许多极性官能团,使土壤表面带有大量的负电荷,通过不同的键合作用与土霉素结合,增大了土壤对土霉素的吸附,减缓了土霉素的向下迁移。
此外,土壤的pH值、阳离子交换量也有可能对土霉素在土壤中的迁移产生影响。 2.3淋溶液pH对土霉素垂直迁移的影响淋溶液pH值会影响土霉素在填装土柱中的垂直分布,结果如图4。
由图4可知,同一深度取样点中,土壤中土霉素的含量随着pH的增大而逐渐减小。在垂直方向,土霉素的含量随土壤剖面深度的增加而迅速减小。
方差分析显示,同一土壤中,淋溶pH值对土霉素在土壤中的迁移深度影响达到显着差异水平(P<0.0
5)。收集土柱底端出口的淋出液,并测定其溶液浓度,pH为
3、
5、9的淋出液浓度分别为2.
3
4、2.
7
7、2.88μg?L-1,即随着淋溶液pH值的增大,淋出液中土霉素的浓度也增大。其原因是土霉素分子的阳离子基团通过离子交换方式[19]与黏土表面的负电荷相互结合;随着土壤pH值的增加,土霉素中负电荷所占比例不断增加,土壤与土霉