两种氟喹诺酮类抗生素在海洋沉积物上吸附行为的研究

摘要

氟喹诺酮类(FQS)是人工合成的以4-喹诺酮(吡酮酸)为基本结构的抗菌药，具有高抗菌的活性。目前，在我国也已经广泛应用于人体临床、畜牧水产养殖业，且近期出现了滥用FQS的现象。残余的FQS通过在水环境中不断的迁移转化，最终通过生物链对人类的健康造成潜在的危害风险。目前，其残留问题引起了广泛的关注。国内外学者已经开展了一些关于FQS环境光化学行为的研究工作，并对其在一些环境介质中的吸附行为进行了研究，但对于其在海洋/河流沉积物中吸附行为的研究甚少。从长远来看，深入系统地开展对FQS药物在天然水体沉积物中吸附行为的研究具有重要意义。
　　 诺氟沙星(NOR)和环丙沙星(CIP)是两种典型的第三代FQS代表产品。本文通过模拟实验，分别对NOR和CIP在海洋沉积物中的吸附行为进行了系统的研究；探讨了沉积物的结构成分及环境因素如温度、盐度、pH等对NOR和CIP吸附行为的影响；同时还考察了Tween20、Tween80、SDBS、CTAB四种表面活性剂对NOR吸附行为的影响，并对NOR和CIP的吸附机理进行了分析讨论。结论如下：
　　 A.伪一级速率方程和Freundlich吸附模型能较好地拟合NOR和CIP在沉积物中的吸附行为，二者吸附行为均可分为快速吸附和慢速吸附两阶段。Freundlich非均相吸附表明，吸附与凝聚态的硬碳有关。
　　 B.三种不同方式处理的沉积物对NOR和CIP的吸附能力顺序一致，由小到大依次为：H2O2处理　　 C.随着温度的变化，NOR和CIP的吸附平衡时间几乎无明显变化，但吸附能力均随温度的升高而降低，热力学参数△Hθ、△Gθ均为负值。结果表明，二者在沉积物上的吸附过程都是自发、放热的过程，且以物理吸附为主。
　　 D.随盐度的增大，NOR和CIP的平衡吸附量均有减小，这是由于金属阳离子的竞争吸附作用造成的。
　　 E.在所研究的pH值范围内，NOR和CIP的平衡吸附量随着pH值的增大有不同程度的减小，主要是由于不同的pH值条件下，二者分别以不同的形态存在，吸附机理也会随之发生变化。
　　 F.表面活性剂的加入对NOR的吸附平衡时间几乎无影响，而对吸附量有一定的影响，但不同表面活性剂对吸附量的影响有所不同。结果表明，当加入阴离子型表面活性剂SDBS或阳离子表面活性剂CTAB时会促进NOR的吸附，非离子型表面活性剂Tween20或Tween80抑制NOR的吸附。