39 / 2023-10-09 17:57:23

氧四环素对稻田土壤铁砷形态转化的影响

抗生素；无机砷；复合污染；水稻土；活性氧物种

稻田土壤中通常发现抗生素和砷污染同时存在，为研究这类复合污染的相互作用，选取湖南省湘潭市某稻田土壤进行微宇宙培养实验。通过模拟稻田淹水-排干过程，探究氧四环素（OTC）在此过程中对铁砷氧化还原转化的影响。在淹水培养阶段，OTC能够促进土壤铁矿物的还原，使得溶解态、可交换态和吸附态/弱结晶型铁矿物态Fe(II)含量显著增加，因此在排干阶段能生成更多的^•OH自由基，促进溶解态As(III)的氧化。OTC对Fe(III)具有络合和还原作用，能够促进土壤含铁物质的还原；同时，作为一种广谱的抗菌剂，OTC的选择作用提高了异化铁还原菌的相对丰度，同样促进铁矿物的还原溶解。此外在淹水阶段，OTC作用下硫酸盐还原菌相对丰度增加，这使得硫化物结合态As的生成量增加，因而溶解态As含量降低。总的来讲，OTC在淹水阶段会促进土壤含铁物质的还原溶解，但能够通过提高砷硫化物的生成量减少As的溶出；在排干阶段则有利于生成更多的^•OH，将溶解态As(III)快速氧化。这能够降低水稻吸收和转运As的风险。