生物質炭對抗生素環境行為的影響及在熱區土壤改良中的應用

李昉澤 俞花美 馮丹 葛成軍 鄧惠

摘要：抗生素在環境中的污染狀況和環境行為備受關注。生物質炭是一種友好的環境功能材料，在抗生素污染土壤或水體修復等方面具有良好的應用前景。綜述了生物質炭對土壤中抗生素環境行為的影響，并探討了其在熱區土壤改良中的應用。

關鍵詞：生物質炭；抗生素；熱帶地區；土壤；污染修復；環境行為

中圖分類號：S156；X5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）21-5250-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.012

Effect of Biochar on Antibiotic Environmental Behaviors and Its Application in the Tropical Soil Improvement

LI Fang-ze1，2， YU Hua-mei1，2， FENG Dan1， GE Cheng-jun1，3， DENG Hui1

（1.Department of Environmental Science， Hainan University， Haikou 570228， China； 2.Key Laboratory of Protection and Development Utilization of Tropical Crop Germplasm Resources， Ministry of Education， Haikou 570228， China； 3. Haikou Key Laboratory of Environmental Toxicity， Haikou 570228， China）

Abstract：The pollution of antibiotic and its environmental behaviors have caused much attention.Biochar is a friendly environmental function material and has a good prospect in restoring antibiotic-contaminated soil and water.In this review，the effect of biochar to antibiotic environmental behaviors and its application in the tropical soil improvement were summarized and discussed.

Key words：biochar； antibiotic； tropical region； soil； pollution restore； environmental behaviors

近年來，抗生素類藥物的環境污染問題在國際上引起了普遍關注[1-3]。雖然許多抗生素的半衰期不長，但由于其被頻繁地使用并輸入環境，導致其形成“假持續”現象[4，5]，進而對人體健康以及整個生態系統構成長期潛在的危害。伴隨著糞肥施用可直接進入土壤，因自然降解慢，具有引起致病菌產生抗藥性、破壞生態健康的風險[6]。

生物質炭（Biochar，BC）是指生物質在完全或部分缺氧的條件下以及相對較低的溫度（<700 ℃）條件下，經熱解炭化形成的一種含碳量極其豐富的、性質穩定的產物，本質屬于黑炭的一種[7]。國內常用描述語還有生物炭、生物碳及生物質焦。生物質炭具有巨大的比表面積和發達的孔隙結構以及豐富的含氧官能團[8]，故對疏水性物質具有較好的吸附能力，因此其在抗生素污染土壤或水體修復等方面具有良好的應用前景[9-11]。另外，以生物質炭農業應用為核心可以解決農業、能源、環境及氣候等多方面問題，是一舉多贏的戰略[12]。本文綜述了近年來生物質炭對抗生素環境行為的影響研究進展，探討了其在熱區土壤改良中的應用。

1 生物質炭對土壤中抗生素環境行為的影響

1.1 對抗生素吸附和解吸的影響

陳淼[13]通過研究生物質炭對3種氟喹諾酮類抗生素在熱帶土壤中吸附-解吸行為的影響發現，添加生物質炭的土壤對3種氟喹諾酮類抗生素的解吸過程并非吸附的可逆過程，其吸附-解吸過程具有明顯的遲滯效應。諾氟沙星在3種添加生物質炭的土壤中的解吸滯后指數提高了1.24～2.62倍，環丙沙星提高了1.25～1.83倍，但氧氟沙星在添加生物質炭的土壤中的解吸滯后指數卻低于未添加生物質炭的土壤，生物質炭表面的微孔結構可能是產生解吸滯后效應的主要原因之一。……