《表1 抗生素的分子量(M)、Log Kow和p Ka值》

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《人工湿地对抗生素复合污染的净化效果及微生物群落响应》

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抗生素去除率普遍较高，且分层较多的人工湿地CW6相对于CW1和CW3对各类抗生素具有更稳定的去除效果（去除率>95%），这与多层结构人工湿地系统对COD、TP、NH4+-N去除效果明显高于单层结构的原因类似。由于不同粒径填料构成的层间渗透系数能有效避免越流和死区形成更均匀的流场，相对单层，多层结构湿地系统可提高传质效率和促进微生物的功能分区有关（Bai et al.，2016）。此外，抗生素自身的理化参数决定其在湿地系统主要去除途径，目标抗生素的理化参数如表1。Verlicchi等（2012）认为，log Kow<2.5的化合物具有较低的吸附潜力。SFs类化合物具有亲水性和低log Kow（<1）值，易于生物降解（Chen et al.，2018；Wen et al.，2018）；但对于FQs和TCs类抗生素，已有报道其主要去除机制为污泥吸附（Jelic et al.，2011；李新慧等，2018）；这说明相对FQs和TCs，在人工湿地中SFs的去除更容易受微生物活动的影响。有研究表明，SD可做微生物碳或氮源，但丰富且易降解碳源会降低微生物对SD需求（Song et al.，2018a）。因此，本实验SD较低的去除率与COD作为充足碳源有关。石英砂表面主要是无机化合物（Si O2、Fe2O3、Al2O3等）、极性较强、表面自由能较大具有较强的亲水性（胡丹等，2017），且其表面存在羟基能够表现出一定的吸附性质和化学性质（徐秀姣，2016）。湿地系统p H在7.42～8.99，FQs类抗生素主要以两性离子和阴离子存在，但阴离子不利于吸附只存在少量的化学吸附。系统中FQs存在较高的去除效果说明湿地中FQs主要靠吸附和生物降解共同作用。比如优势属Pseudomonas可通过特异性位点的羟基化反应较快地降解FQs（夏湘勤等，2019），其丰度增加有利于FQs的去除。对于TCs类抗生素结构中存在酚羟基，碱性条件下酚羟基解离而带负电荷，促进带负电荷的化合物与生物质之间也会发生电荷排斥，从而阻碍了TCs的去除。Gholam等（2012）报道人工湿地对同类抗生素（氨苄西林(349.41 g·mol-1）、阿莫西林（365.4 g·mol-1）的去除效果随其分子量的增加而增加。本实验中同样发现了SFs类和TCs类抗生素具有同样的规律（去除率SM>ST>SD，OXT>TET）。