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濟南泉域巖溶水中磺胺甲惡唑分布及運移規律

2025-06-28 00:00:00邢學睿毛玉潔邢立亭黃林顯王玉錚
濟南大學學報(自然科學版) 2025年3期
關鍵詞:污染

Distribution and Transport Law of Sulfamethoxazole in Karst Water of Jinan Spring Area

XING Xuerui 1 , MAO Yujie 2 , XING Liting 3 , HUANG Linxian 3 , WANG Yuzheng 3 (1.Shandong Zhengyuan Yeda Environmental Technology Co.,Ltd., Jinan 250013,Shandong,China; 2. Shandong Geological and Mineral Engineering Group Co.,Ltd.,Jinan 2501O4,Shandong,China; 3.School of Water Conservancyand Environment,University of Jinan,Jinan 25Oo22,Shandong,China)

Abstract:Inviewofthe situationofincreasinglyserious polutionofantibiotics ingroundwater environment,taking Jinan Spring Area as the study area and antibiotic sulfamethoxazole(SMX)as the research object,water quality analysis, indoor isothermaladsorption experimentsand numericalsimulation method wereused to studythedistrbutionandinfluencing factorsofSMXin karst water.TheresultsshowthattheadsorptionofSMXbydiferentsoil typesinthe karstdistribution areaof thestudyarea is asingle molecularlayer adsorption process,andthe adsorptionis linear.ThreeSMX heavy pollution sourceareas are formed in thelower reaches of Yufuhe River Basin,thelower reachesof Xingji RiverBasinand near Baotu Spring,Heihu Spring,Zhenzhu Spring,Wulong Spring(the Four Spring Groups).SMX enters the karst water throughthe upstream wastewater infiltration and surface water leakage,and the groundwater in the direct recharge area finall drains into the Four Spring Groups,and the pollution plume spreads downstream along the river leakage zone and groundwaterflowdirection.ThecontentdistributionofSMXinkarst waterisaffctedbyhydrodynamicfield,faulttectonic fissures,aquiferburial conditionsand humanactivities.In particular,the movement directionand difusionrateof SMX are controlled by groundwater flow direction and velocity. In addition,low pH and high content of SO42- can promote the degradationof SMX.Under the action of sepage field,the pollution beltof Yufuhe River Basin and Xingji River Basin will converge to the dischargearea of theFour Spring Groups,and form a strong runoff zonewith SMX pollution halos inthepiedmontregion.Ifthepollution sourceof Xingji River iscontrolled,the karst waterinthestudyarea willnot have large pollution plume.If the pollution sources of Xingji River and Yufu River are controled atthesame time,the mass concentration of SMX in karst water in most areas of the study area will be below 5ng/L ,therefore,timely control of pollution sources is the key to prevent the quality deterioration of karst water.

Keywords: sulfamethoxazole;pollution migration;karst water; Jinan Spring Area

抗生素是一種能夠殺死或抑制細菌生長的藥物[1],被廣泛應用于醫學領域[2]。由于抗生素對地下水污染研究起步較晚,國家尚未出臺統一的排放標準,因此導致抗生素濫用亂排,造成抗生素污染形勢嚴峻,越來越多的細菌對抗生素產生了抗藥性,對人類健康和動物養殖業產生了極大的威脅。我國抗生素產量和消費量均居世界首位[3],并且從地表水體中已經檢測出抗生素[4]。楊炯彬等[5]在某制藥廠周圍共檢出31種抗生素,發現抗生素隨著時間推移而污染深層地下水環境。自前抗生素在環境中呈現“假持久性”的現象[6],其遷移受到多種因素共同影響,如物理化學性質、環境因素、微生物群落和人類活動等。孫凱璇等7]基于室內實驗探究磺胺類和氟喹諾酮類抗生素在飽和多孔介質中的遷移,結果表明,不同水化學條件和不同介質抗生素遷移存在差異。呂十全等[8]研究發現,重金屬能使抗生素的吸附能力增強,提高其在土壤中的固持性。目前有關抗生素污染研究集中于水體中抗生素的污染特征[9-10]以及抗生素在地表和包氣帶中的遷移規律[11-12]。

巖溶含水層是世界許多地區的重要飲用水來源,我國西南地區巖溶地下水的抗生素污染狀況已有相關報道[13],但對巖溶含水層中的抗生素遷移規律尚不清晰。泉域是我國北方巖溶水系統典型代表,地質條件極其復雜,抗生素的抗性基因和抗性菌株一旦進人生態鏈,將會對人類生命和自然環境造成重大威脅,抗生素可能引起的巖溶水環境污染問題已不容忽視。目前國內眾多城市巖溶地下水已發現抗生素污染問題,但對其分布以及遷移特征研究資料還相對較少[14],只針對抗生素的污染現狀以及來源進行定性研究。了解抗生素遷移的規律對于制定有效的抗生素管理策略,保護人類和動物健康都具有重要意義。

磺胺甲口惡唑(SMX)作為日常生活中常用的治療細菌感染藥物,動物或人體攝人后大部分不會被直接吸收或者降解,并且SMX幾乎不溶于水,對生態環境產生負面影響。本文中以泉域為研究區,以抗生素SMX為研究對象,采用水樣采集測試和數值模擬相結合的方法,分析抗生素在巖溶水中的運移規律和影響因素,為北方巖溶水系統抗生素污染防控提供理論依據

1" 研究區概況

泉域位于內陸中緯度地帶,屬于暖溫帶大陸性氣候,年平均降水量為 646.55mm 。泉域整體上呈現北傾單斜構造,寒武-奧陶紀巖溶水沿著地層傾向向北流動,北部地區廣泛分布著巖漿巖,南部地區以太古界泰山群巖為基底,上覆古生界地層,斷裂較為發育,同時存在少量褶曲。南部山區主要是碳酸鹽巖地層出露,長期的溶蝕和沖蝕作用導致形成了大量裂隙、溶孔和溶洞,這些地下通道儲存和運移地下水,為泉水的補給和排泄提供了路徑。研究區玉符河流域、興濟河流域是地表水轉化地下水的重點區域(見圖1),為抗生素進入巖溶水提供條件。

2 研究方法

2.1 樣品采集

2021年8月于研究區采集地下水和地表水樣共57個,包括泉水(巖溶泉)樣12個(編號為S-1、 、巖溶水(機井)樣43個(編號為S-9、S-10、、S-18,S- 和地表水樣2個(編號為S-19、S-57)。采樣點位置涵蓋了泉域補徑排范圍(見圖1),而且對污染源分布密集的玉符河流域及興濟河流域布置多個水樣采集點。采集水樣時嚴格按照GB/T14848—2017《地下水質量標準》要求,在采樣前先抽水 5~10min ,用抽出的新鮮水樣沖洗棕色采集瓶3次以上,后用棕色水樣瓶采集水樣。在水樣加入抗壞血酸,調節酸堿度pH至6.5\~7.5,并保存在 0~4°C 環境下送至國家環境分析測試中心檢測

圖1泉域水文地質圖

(資料來源:國家標準地圖網站,經ArcGIS10.5軟件數字化處理。)

2.2 吸附等溫試驗

分別選取質量濃度為 0. 02~100. 00g/L 的10個SMX溶液進行等溫吸附實驗。實驗采用振蕩平衡法,每個質量濃度的實驗各設置3個平行組和1個空白對照組。在研究區實地選擇素填土、粉質黏土、黏土夾礫石以及灰巖4種顆粒大小不同的介質,其中素填土取自采樣點S-53采樣井表層的土樣,粉質黏土以及黏土夾礫石取自興濟河流域采樣點S-9鉆孔2、 5m 的土樣,灰巖碎石取自采樣點S-57 附近鉆孔的奧陶系灰巖和鳳山組灰巖。SMX標準品、氯化鈣均購自上海麥克林生化科技股份有限公司。實驗用水為電阻率大于 18MΩ?cm 的超純水。選擇水與土樣的質量比(水土比)為40:1,稱取 25g 試樣置于 250mL 被鋁箔包裹的錐形瓶中,后加人 100mL 含有介質氯化鈣的濃度為 0.01mol/L 的SMX抗生素溶液。塞緊瓶塞后在恒溫振蕩器中于 25°C 下振蕩 24h ,將土壤與抗生素混合溶液提取至離心管中,在離心振蕩儀中以轉速 10 000r/min 的離心分離 5min ,靜置 30min 后吸取上清液,用永停滴定法[15]測定其中SMX質量濃度。

包氣帶對SMX的吸附能力采用吸附容量 Qe 表示,吸附效率用 ε 表示,計算公式分別為

式中: c0 為SMX初始濃度; ce 為吸附平衡時溶液的濃度; V 為水樣體積; M 為溶質的分子質量; m 為土樣質量。

不同土壤類型對SMX的吸附等溫線分別采用Temkin、Langmuir、Freundlich、Henry 方程擬合[16-18] 0Langmuir、Henry方程描述物質在表面上的單層吸附過程,Freundlich模型描述物質在表面上的多層吸附過程,Temkin模型是一種在Freundlich模型基礎上修正的吸附動力學模型,描述物質在表面上的多層吸附過程,還用于描述物質在非均勻表面上的吸附過程。

式中: Qe,T 為 Temkin方程擬合的吸附容量; kT,a 為 Temkin方程系數; Qe,L 為Langmuir方程擬合的吸附容量; Qm 為Langmuir方程中吸附容量; KL 為Langmuir方程中吸附系數; Qe,F 為Freundlich方程擬合的吸附容量; 為Freundlich方程中的吸附系數,分別與吸附劑的吸附容量和吸附強度有關以及用于表征吸附等溫線偏離線性吸附的程度;Qe,H 為Henry方程擬合的吸附容量; KH 為Henry吸附分配系數。

2.3 數值模擬

泉域巖溶發育不均[19],裂隙巖溶水流為三維流非穩定運動,含水介質為非均質各向異性[20]采用有限差分法對巖溶介質滲流場[21模擬計算。

式中: 為 x,y,z 方向滲透系數; μ 為給水度; H 為水頭函數; 為時間; H(x,y,z,t) 為三維坐標點 (x,y,z)t 時刻的水頭函數; H0(x,y,z) 為點(x,y,z) 在初始時刻的水頭函數; W 為源匯項; 為模擬區; T2 為流量邊界。

溶質運移模型基于對流彌散方程模擬計算,表達式為

式中: R 為阻滯系數; θ 為孔隙率; c 為溶解濃度; Ψt為運移時間; x 為運移距離; D 為水動力彌散系數;q 為達西速率; cs 為吸附濃度; ρ 為多孔介質密度;λ1,λ2 分別為溶解和吸附相反應速率常數。

3 結果與分析

3.1巖溶區表層土對SMX的吸附特性基于等溫吸附實驗,由式(1)一(6)計算得到的同巖性土壤對SMX的等溫吸附曲線如圖2所示1圖可以看出,擬合效果最好的為Henry 模型,其系數的平方均達到0.98以上,表明SMX的吸附為單分子層線性吸附。研究區的素填土、粉質黏土、黏土夾礫石以及灰巖的吸附濃度均隨著吸附平衡濃度增加而增加。當SMX初始濃度較低時,SMX越易被吸附,表明土壤以及灰巖表面存在吸附質會對SMX的吸附起正向作用;當SMX初始濃度較高時,吸附趨勢會有所減緩,原因主要是土壤及灰巖表面的吸附質有限,吸附位點不足以提供給全部的SMX分子。對比不同巖性土壤以及灰巖的吸附能力發現,粉質黏土對SMX的吸附能力最強,灰巖對其吸附能力最弱,素填土、粉質黏土、黏土夾礫石以及灰巖對SMX的吸附系數分別為0.2812、0.4139、0.1979、0.1028。

標題

研究區土樣及巖樣顆粒分析見表1。由表可以看出:粉質黏土小顆粒粒徑(粒徑小于 0.005mm )含量較大,較大的比表面積會吸附更多的SMX分子,阻滯SMX運移,導致SMX分子在粉質黏土顆粒表面堆積;粉質黏土的孔隙率較大[22],可以增加土壤顆粒之間的接觸面積,進一步限制了SMX運移[23]。根據前人研究[24],土壤中 ΔpH 、碳元素含量、氧-氮-硫元素含量均影響SMX的吸附,因而土壤對SMX吸附的影響機制復雜。室內等溫吸附實驗結果表明,研究區污染源區第四系土壤會吸附少部分SMX,在一定程度上阻滯了SMX垂向下移。

表1泉域土樣及巖樣顆粒分析[22]

3.2 泉域巖溶水SMX分布特征

3.2.1 SMX的分布特征

泉域巖溶水中SMX含量等值線圖見圖3。由圖可知,泉域巖溶水中SMX的檢出率高達85% ,大部分采樣點的SMX質量濃度為 3~13ng/L ,質量濃度平均值為 6.28ng/L ,質量濃度小于該平均值的水樣占比為 62% 。采樣點S-33的SMX質量濃度最高,為 16.78ng/L 。檢出SMX含量最高區域出現在趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍潭泉群(四大泉群)附近、玉符河中下游、興濟河附近,含量最低區域分布在研究區南部山區以及采樣點S-42、S-43、….53 一帶,質量濃度小于 6ng/L L

在水平方向上,巖溶水中SMX分布呈不均,呈現采樣點S-17—S-18—S-20—S-21高含量帶、采樣點S-12—S-55—S-5高含量帶、采樣點S-41—S-9—S-10高含量帶,中部采樣點S-54—S-53—S-(資料來源:國家標準地圖網站,經ArcGIS10.5軟件數字化處理。)

圖3泉域巖溶水中磺胺甲惡唑(SMX)含量等值線圖

34低含量帶。沿地下水流向整體上呈現南側水樣中SMX含量低于北側的,SMX從四周向泉群方向匯集,最終在泉群處富集,四大泉群附近水樣中SMX含量高。從研究區企業及產業布局看,由于研究區西南部人類活動較少,泉域東南部污染源分布少,因此泉域排泄區外圍水樣中SMX含量非常少。

3.2.2 SMX的遷移規律模擬

1)數值模型建立。將研究區按照長度、寬度分別為150、 100m 剖分為76255個單元、60000個節點。根據巖溶水系統地質條件,將模型概化為4層結構,即第1層為第四系潛水含水層,第2層為奧陶系一鳳山組巖溶含水層,第3層為寒武系長山一山隔水含水層,第4層為寒武系張夏組巖溶含水層。參照文獻[25]確定東、北、西邊界為流量邊界,將南邊界確定為張夏組底界為零通量邊界,模擬區面積總共為 。模型識別期為

2019年10月1日至2020年9月30日,劃分為37個應力期,取2020年10月1日至2021年9月30日作為模型檢驗期,人工開采、降水入滲、泉水排泄等源匯項采用調查數據,根據式(7)計算經過多次調參擬合,得到識別期泉水位動態擬合曲線和檢驗期擬合曲線如圖4所示,最終得到含水層水文地質參數見圖5和表 2[25] ,確定地下水流模型的可靠性。

為了揭示SMX在巖溶水中的運移規律,采用2020年8月至2022年8月期間奧陶系一寒武系鳳山組巖溶水中SMX含量進行模型校正,吸附分配系數根據吸附實驗計算值,SMX的吸附為線性吸附,根據前人研究孔隙率取值 0.3[26] ,縱向彌散系數取值 0.54[27] ,式(8)計算結果與實際情況相吻合。對比2021年8月、2022年8月奧陶系—寒武系鳳山組巖溶水中SMX濃度場擬合結果(圖6),除污染源外,其他區域的水樣中SMX含量均有所下降,(資料來源:國家標準地圖網站,經ArcGIS10.5軟件數字化處理。)

圖4泉域泉水動態擬合曲線和檢驗期擬合曲線
圖5泉域水文地質參數分區
(資料來源:國家標準地圖網站,經ArcGIS10.5軟件數字化處理。)
表2泉域水文地質參數滲透系數 K 分區結果
續表
圖6泉域奧陶系—寒武系三山子組巖溶水中磺胺甲惡唑(SMX)濃度場擬合結果

即玉符河流域、興濟河流域以及四大泉群三大污染重區污染羽逐漸擴大,其他地區的巖溶水中SMX污染羽隨時間降解吸附逐漸變小。玉符河流域以及興濟河流域污染羽擴大主要是由污染源不斷排放所致,受到滲流場作用導致四大泉群附近巖溶水中SMX富集,因此玉符河流域、興濟河流域污染區是重點治理區域。

3.3 SMX在巖溶水中的遷移機制

3.3.1 水動力場對SMX遷移的影響

1)在水平方向上,巖溶水中SMX遷移受地下水動力場的控制,整體從南向北使補給區的SMX含量小于排泄區的,故在排泄區污染物堆積達到峰值。

一方面,研究區南部地區地表為裸露的寒武系灰巖,污染物隨降水下滲污染巖溶水,SMX沿著地層傾向向北徑流,流向北部匯流區,隨水流運移受巖漿巖阻擋不斷富集,故四大泉群附近形成污染羽;另一方面,趵突泉泉群、黑虎泉泉群是“天窗”出露成泉,缺少巖漿巖覆蓋及第四系過濾吸附,因此黑虎泉泉群和趵突泉泉群水樣中SMX檢出含量較高。同時四大泉群是泉域的主要排泄區,來自南部補給的地下徑流匯集,導致四大泉群附近水平面為SMX高濃度分布區,尤其是四大泉群出露地區水樣中SMX濃度格外高。

2)巖溶水系統中SMX污染羽不僅受區域地下水流場影響,SMX污染羽形態還受優勢流的控制。水樣中SMX含量峰值主要集中在玉符河流域以及興濟河流域(見圖3),以玉符河流域和興濟河流域為起點,SMX污染羽沿地下水流場逐漸擴大,最終形成以污染源為中心沿地下水流向向下游擴大的不規則形狀,污染物濃度向下游排泄區方向呈逐漸遞減趨勢。

3)SMX在地下水交互帶堆積不易擴散。研究區西部為企業眾多的污染源區,盡管巖溶含水層上伏極厚的第四系土層,但位于玉符河滲漏帶下游,污水、大氣降水、孔隙水、巖溶水轉化交替強烈,枯水期污廢水通過孔隙水沿著天窗進入巖溶水,SMX具有不易降解性以及不易揮發性,導致巖溶水中SMX含量極高,故編號S-33、S-35、S-36、S-37、S-38、S-39水樣中SMX質量濃度均大于 10ng/L ,SMX在巖溶水天窗交互帶部位污染較重。

4)斷裂構造溝通SMX污染物在不同含水層之間的運移途徑。地區斷裂構造發育,斷裂溝通奧陶系、寒武系不同巖性段之間的水力聯系,不僅導致SMX從南部寒武系含水系統進入奧陶系含水系統,斷裂帶也使污染物運移距離延長,因此玉符河流域地下水中SMX污染羽沿著南北向斷裂在水平上呈條帶狀擴散較遠,斷裂帶形成的優勢導水通道也促使含SMX的巖溶水快速向下游排泄區運移。

5)巖漿巖隔水層阻擋SMX污染物的擴散。研究區北部有巖漿巖隔水層,抵擋地表污染源垂直入滲污染巖溶水,但是在水平方向上,巖槳巖之下的巖溶水接受由南向北地下徑流補給,如果南部地下水被污染,則巖漿巖覆蓋區巖溶水必將檢出污染物,編號S-9、S-10水樣中的SMX含量高的原因就是由興濟河一帶滲流補給造成的。

6生態補源等人類活動加大滲流場的水力梯度,加速SMX運移。玉符河渴馬一南北橋河段、興濟河流域上游枯水期一直采用黃河水或長江水生態補源維持泉群不斷流,玉符河河段最大放水量為40萬 m3/d ,興濟河日放水量也達3萬 m3/d ,地表水沿著河道滲漏,局部水力梯度增大,地下水流速加快,促進SMX向流域下游運移擴散,因此興濟河流域污染羽呈現出以興濟河上游為中心,向北擴展至四大泉群的不規則橢圓形,玉符河流域污染羽呈現出以玉符河為中心向東擴展的橢圓形

3.3.2水化學場對SMX遷移的影響

1)pH 。根據研究區的孔內長期監測數據,巖溶水 pH 為6\~9。選取揭露奧陶系—鳳山組地層的編號S-10、S-56監測井水樣分別進行不同深度pH 與SMX含量測試結果如圖表3、4所示。結果表明:S-10井深度為 60m 水樣的 pH 為7.3,大于深度為 70m 水樣的7.23,S-56井深度為 55m 水樣的 pH 為7.53,大于深度為 100m 水樣的 7.25S- 10井深度為 60m 水樣中SMX的質量濃度為13.49ng/L ,高于深度為 70m 水樣中的 11.84ng/L ,S-56井深度為 55m 水樣中SMX的質量濃度為3.0ng/L ,高于深度為 100m 水樣的 2.63ng/L 。由此推斷,隨著采樣深度增加,水樣中SMX含量有所降低,但在堿性條件下,較高 ΔpH 或許會抑制SMX降解。

表3編號S-10監測井不同深度水樣 pH 值及磺胺甲惡唑(SMX)含量
表4編號S-56監測井不同深度水樣pH及磺胺甲口惡唑(SMX)含量

2) SO42- 含量。研究區巖溶水中SMX含量與SO42- 含量的關系如圖7所示。對比巖溶水的水化學成分可以看出,隨著 SO42- 含量升高,SMX含量有降低趨勢,但水樣中 SO42- 含量與SMX含量之間的負相關關系并不緊密。雖然 SO42- 可轉化成硫酸根自由基具有強氧化性,可作為抗生素降解的催化劑,但是地下水中 SO42- 對SMX的催化降解能力十分有限。

3.3.3 水溫度場對SMX遷移的影響

研究區巖溶水接受大氣降水補給后沿地層向北運移至四大泉群排泄。根據多年野外監測,研究區溫度場在水平方向上的總體趨勢為由南向北溫度逐漸升高,北部、東北部出現高溫區[28]。例如,三山子組地層編號S-10監測井深度 60m 的水樣溫度為 18°C ,SMX的質量濃度為 13.49ng/L ,深度為 70m 的水樣溫度為 19°C ,SMX的質量濃度為 11.84ng/L 水溫與SMX含量呈負相關。同樣是三子組地層的編號S-55監測井深度為 160m ,其中深度為 30m 的水樣溫度為 18.21°C ,高于深度為 65m 水樣的17.73°C ,而深度為 30m 的水樣中SMX的質量濃度為 8.11ng/L ,低于深度為 65m 的水樣的 21.6ng/L 一般情況下,隨著采樣深度增加,SMX含量降低,說明溫度升高能促進地下水中SMX的降解,提高SMX降解速率,但也有部分采樣點的水樣中SMX含量與溫度呈正相關[29]

圖7泉域巖溶水中磺胺甲惡唑(SMX)含量與SO42- 含量的關系

3.3.4 SMX污染預測與防治

研究區地下水整體為從南向北流,從南部補給區向北運移至四大泉群排泄區,從SMX污染現狀可以看出,研究區巖溶水中SMX污染物由南向北從補給區運移到排泄區,雖然目前直接補給區污染較輕,但可以預見,隨著巖溶水的徑流,SMX隨地下水從各個方向的補給區向四大泉群運移,未來必將有部分SMX會進入北部山前排泄,SMX或將在四大泉群排泄區堆積形成污染重區。

研究區山前火成巖接觸帶是地下水匯流強徑流帶,富水性強,現狀存在玉符河流域、興濟河流域以及四大泉群三大污染區(見圖3),目前玉符河SMX污染條帶、興濟河SMX污染條帶、四大泉群污染區三者沒有相互連通形成一個污染整體。

為了探究污染源對SMX運移的影響,基于式(8)數值模擬,預測研究區2040年在持續污染、切斷所有污染源、切斷玉符河污染源以及切斷興濟河污染源情景下的SMX運移狀況,結果如圖8所示。由圖8(a)可知:在污染源持續排放SMX未治理的情況下,2040年玉符河流域、興濟河流域兩大污染區巖溶水中SMX持續往外擴散,玉符河流域一興濟河流域—四大泉群一線SMX污染范圍逐漸擴大[25](見圖9)。如果玉符河流域與興濟河流域持續維持高水位,那么未來玉符河流域巖溶水將攜帶SMX運移至興濟河流域,最終至四大泉群排泄。若從2022年10月開始關閉所有污染源排放點,三大污染區巖溶水中SMX含量逐步下降,外圍區域巖溶水中SMX的質量濃度均會降到 5ng/L ,表明切斷污染源后SMX治理效果明顯[見圖8(b)]。若只切斷玉符河流域的污染源,玉符河流域的SMX污染羽會逐漸縮小,興濟河流域相對于持續污染的情況下幾乎沒有變化[見圖8(c)]。若關停興濟河流域的污染源,預測興濟河流域以及四大泉群附近污染羽逐漸減小[見圖8(d)]。為了治理和控制泉域巖溶水的SMX污染,近期應盡快治理興濟河流域的污染源,控制SMX污染羽的擴展,遠期再治理玉符河流域,達到逐步恢復泉域優質巖溶泉水的目標。

4結論

本文中以泉域為研究區,以抗生素SMX為研究對象,通過水樣采集測試和數值模擬,分析抗生素在巖溶水中的運移規律和影響因素,得到如下結論:

1)通過等溫吸附實驗發現,研究區補給區的填土、粉質黏土、黏土夾礫石以及灰巖對SMX的最優等溫吸附曲線符合Henry方程,研究區不同土壤類型對SMX的吸附為單分子層吸附化學過程,屬于線性吸附。

2)研究區巖溶水SMX的污染主要集中在玉符河流域、興濟河流域以及四大泉群附近,抗生素在玉符河流域、興濟河流域形成污染源區,污染羽以地表河流為中心,逐漸往下游擴散;四大泉群形成污染匯流區,污染羽逐漸增大。SMX污染物隨著地下水由南向北運移,受水動力場、斷層裂隙、含水層埋藏條件及生態補源等因素影響,污染羽擴散呈現不規則的形態。

3)巖溶水動力條件控制SMX的物理運移方向及遷移速率,水化學條件影響SMX污染物的轉化,低 pH 、高含量 SO42- 會促進SMX的降解,但水化學條件對抗生素濃度的影響機制較為復雜,有待進一步研究。

圖82040年泉域巖溶水中磺胺甲口惡唑(SMX)污染羽分布圖

(資料來源:國家標準地圖網站,經ArcGIS10.5軟件數字化處理。)

圖92040 年泉域水文地質圖(圖1)中A-A'剖面垂向磺胺甲口惡唑(SMX)污染羽分布距離

4)人類活動是造成巖溶水中 SMX污染的主要因四大泉群三大SMX污染區,在現狀條件下,西郊水位素。研究區目前已經形成玉符河流域、興濟河流域、高于市區,若在持續污染的狀況下,玉符河流域污染

物必將沿著山前強徑流帶逐漸向東北方向擴散,最終到達四大泉群。數值模擬結果表明:若對興濟河污染源進行管理控制,可使泉域巖溶水在未來20a內不出現大的污染羽;若玉符河與興濟河污染源同時治理,未來20a內泉域大部分區域的巖溶水中SMX的質量濃度均小于 5ng/L 。建議近期亟須關停興濟河流域污染源,遠期治理玉符河污染源,從根本上保持泉域巖溶水水質不惡化。

參考文獻:

[1]JIAL,ZHANG Y S,ZHUTF,et al. Study on visual multicolorintelligent detection of tetracycline antibiotics in various environmentalsamples by palygorskite-based fluorescent nano-probe[J]. Colloidsand Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects,2022,642:128690.

[2]BOTI V,TOLI V,EFTHYMIOU C,et al. Screening of commonlyused antibiotics in fresh and saltwater samples impacted by aquacul-tures:analytical methodology,occurrence and environmental riskassessment[J].Sustainability,2023,15(12):9199.

[3]ZHANG QQ,YING G G,PAN C G,et al. Comprehensive evalua-tion of antibiotics emission and fate in the river basins of China:source analysis,multimedia modeling,and linkage to bacterialresistance[J]. Environmental Science amp; Technology,2015,49(11):6772.

[4]王坤,蘇炤新,唐丹丹,等.黃河段水體懸浮顆粒物中抗生素賦存特征[J].中國環境科學,2023,43(2):675.

[5] 楊炯彬,黃爭,趙建亮,等.我國典型制藥廠污染場地中抗生素的污染特征及生態風險[J].環境科學,2024,45(2):1004.

[6]CHEN HY,JINGLJ,TENG YG,et al. Characterization of anti-biotics in a large-scale river system of China:occurrence pattern,spatiotemporal distribution and environmental risks[J].Science ofthe Total Environment,2018,618:409.

[7]孫凱璇,向令,孫占學,等.典型抗生素在多孔介質中遷移特性的對比研究[J].環境科學學報,2020,40(5):1786.

[8] 呂十全,胡樹翔,榮方旭,等.不同鈣離子濃度下銅對磺胺嘧啶在土壤中的吸附/解吸特征[J].環境污染與防治,2023,45(5) : 602.

[9]ZENG Q T,SUN JT, ZHUL Z. Occurrence and distribution of anti-bioticsand resistance genes in greenhouse and open-field agriculturalsoils in China[J]. Chemosphere,2019,224(2):900.

[10]CHEN C Q,LI J,CHEN P P,et al. Occurrence of antibiotics andantibiotic resistances in soils from wastewater irrigation areasinBeijingand Tianjin,China[J].Environmental Pollution,2014,193: 94.

[11]PAN Z, YANG SD,ZHAO L X,et al. Temporal and spatial vari-ability of antibiotics inagricultural soils from Huang-Huai-HaiPlain,northern China[J].Chemosphere,2021,272(3):129803.

[12]劉欣雨,劉琛,唐翔宇,等.抗生素在紫色土地表徑流和地下滲流中的遷移[J].中國環境科學,2022,42(11):5328.

[13]CHEN L,LANG H,LIUF,et al. Presence of antibiotics in shallowgroundwater in the northern and southwestern regions of China[ J].GroundWater,2018,56(3):451.

[14]潘維艷,邢立亭,于苗,等.巖溶地下水中抗生素污染現狀和特征研究綜述[J].地下水,2021,43(2):5.

[15]劉華明,周震宇.磺胺甲口惡唑的永停法含量測定及其不確定度評定[J].抗感染藥學,2020,17(5):637.

[16]FAHIMEHV,SAMIRA M,OMIDA,et al. Synthesis and charac-terization of AFe2O4 (A: Ni, Co, Mg )-silica nanocomposites andtheir application for the removal of dibenzothiophene(DBT)by anadsorption process: kinetics, isotherms and experimental design[J].RSC Advances,2021,11(37):22661.

[17]XIAO P, LIU X X, ZHAO B. Experimental study on gas adsorptioncharacteristics of coals under different Protodyakonov’s coefficient[J].Energy Reports,2022,8(9):10614.

[18]薛景戰,傅雪海,吳家浩,等.煤礦瓦斯中 H2S 氣體的吸附特性及其對治理的影響[J].地質與勘探,2017,53(3):609.

[19]武東強,邢立亭,蘭曉荀,等.巖溶含水介質孔隙結構特征[J].中國巖溶,2021,40(4):680.

[20]邢立亭,于苗,宿慶偉,等.地下工程建設對巖溶水流場的影響及其修復[J].地質科技通報,2022,41(5):242.

[21]邢立亭.泉域巖溶地下水開發布局研究[J].人民黃河,2007(2):46.

[22]朱學愚,錢孝星.地下水水文學[M].北京:中國環境科學出版社,2005:384-396.

[23]。張迪,吳敏,李浩,等.土壤有機碳對磺胺甲口惡唑吸附的影響[J].環境化學,2012,31(8):1238.

[24]藍志鵬,童鑫,黃宇,等.土壤中磺胺甲口惡唑吸附-解吸反應[J].江蘇農業學報,2023,39(4):996.

[25]毛玉潔.泉域巖溶水抗生素污染遷移模擬研究[D].:大學,2023:50-57.

[26]朱永惠.裂隙-基質系統溶質運移規律解析與數值模擬研究[D].武漢:中國地質大學,2020:70-71.

[27]。鄭雨蒙.抗生素在人工快滲系統中的遷移轉化及其模擬研究[D].成都:西南交通大學,2020:49-50.

[28]袁學圣.基于溫度示蹤技術的趵突泉泉域巖溶水系統滲流特征研究[D].:大學,2022:25-26.

[29]陳笑雪,王冬梅,王智源,等.太湖飲用水源地藍藻中抗生素抗性基因時空分布與風險評價[J].環境科學學報,2023,43(7): 20.

(責任編輯:于海琴)

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