城市环境研究所在鸟粪石回收时DOM演化对四环素类抗生素迁移方面取得进展
发布时间:2021-12-15来源:叶志隆研究组
使用鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)回收法从畜禽养殖废水中回收磷有利于缓解世界磷资源短缺的问题,并且回收产品可作为一种高效的缓释肥料,直接应用于农业生产。然而,畜禽养殖废水广泛残留着兽用抗生素,在废水磷资源回收时易引发抗生素抗性在环境中的扩散和传播。课题组前期研究发现,畜禽沼液中广泛存在的溶解性有机物(Dissolved organic matters, DOM)是推动鸟粪石回收时抗生素由废水向回收产物迁移的重要影响因素。本研究选取畜禽养殖废水中典型的四环素类抗生素(Tetracyclines, TCs),定量研究沼液鸟粪石结晶反应时DOM性质演化对TCs的影响。
DOM对TCs在鸟粪石回收过程中迁移的主要作用为水解、吸附和凝聚。本研究定量研究DOM演化过程对畜禽废水磷鸟粪石回收过程中TCs迁移的影响。采用切向流过滤系统,根据分子量大小将DOM分成五个部分(Fractional DOMs, FDOM)。结果表明,在碱性条件下,分子量较大的FDOM水解为分子量较小的FDOM,并且由于分子量较大的FDOM与TCs的结合力变弱,TCs发生重新分配。此外,分析表明鸟粪石晶体吸附、DOM-TCs络合物吸附和DOM凝聚对TCs迁移的贡献,分别占 2.29-6.53%、23.53-34.66% 和 59.09-74.19%。这些结果提示,在废水磷回收过程中,由鸟粪石结晶驱动的DOM凝聚和DOM-TCs络合物吸附对TCs迁移具有重要的影响。基于此,根据不同相(包括鸟粪石晶体吸附、DOM-TCs络合物、DOM凝聚和自由态的TCs)之间的TCs分布确定结合常数,构建了TCs在不同相的分布模型,为畜禽废水磷回收过程中抗生素迁移提供了有价值的信息。
研究成果以Quantification of DOM effects on tetracyclines transport during struvite recovery from swine wastewater为题发表在国际期刊Water Research上。叶志隆研究员为通讯作者,硕士生黄雪炜为第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。
沼液鸟粪石回收过程中DOM演化对TCs迁移的贡献
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