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| FESE | 前沿研究：盐渍土壤对类固醇激素的吸脱附 |
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论文标题：Adsorption and desorption of steroid hormones on saline soil（盐渍土壤对类固醇激素的吸脱附）
期刊：Frontiers of Environmental Science & Engineering
作者：Jie Wu, Jian Lu, Jun Wu
发表时间：15 Nov 2022
DOI：10.1007/s11783-022-1575-y
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提 要
内分泌干扰物在ng/L水平就会对人体发育和健康产生危害，沿海盐渍土壤具有含盐量高、排水不良、自净能力弱等特点，往往会富集大量的内分泌干扰物，从而对沿海生态系统造成巨大威胁。本文研究了盐渍土壤对两种典型内分泌干扰物的吸附和脱附特性，对了解内分泌干扰物在盐渍土壤中的迁移和转化具有重要意义。
图1 摘要图
研 究 概 览
该研究选取天然内分泌干扰物(17β-雌二醇E2)和合成内分泌干扰物(17α-炔雌醇EE2)两种类固醇激素作为内分泌干扰物的模型物质，探讨了不同条件下盐渍土壤对两种污染物的吸附和解吸过程。
实验结果表明，有机物含量高的土壤对E2和EE2的吸附量较高，而解吸量较低（图2），这可能是因为污染物中的羧基易与有机物中的羧基、羟基等基团结合形成氢键，从而抑制内分泌干扰物在土壤中的迁移，并阻止其释放至水环境或被植物吸收。
图2 土壤组分对低(a和b)、中(c和d)、高(e和f)盐度沿海盐渍土吸附E2 (a、c、e)和EE2 (b、d、f)的影响
内分泌干扰物的吸附受土壤环境因素的影响（图3）。当腐殖酸（HA）与内分泌干扰物的累积吸附和共吸附效应高于竞争吸附时，HA浓度的增加可促进内分泌干扰物的吸附；反之，随着HA浓度增加吸附量降低。由于E2和EE2主要以分子形式存在，所以pH变化对吸附量的影响较弱。而阳离子的添加会中和土壤表面的负电荷，从而促进E2和EE2的吸附(其中，土壤盐度大小为S1＜S2＜S3)。此外，对于E2和EE2二元溶液体系，盐渍土壤对两者的吸附量总和高于单溶质体系中E2/EE2的单吸附量之和且疏水性较高的EE2对吸附位点的竞争明显大于E2。
图3 （a）腐殖酸浓度、（b）pH、（c）离子强度、（d）阳离子类型和（e）初始浓度对E2/EE2吸附的影响
综上所述，土壤中的有机质不仅是E2和EE2的主要吸附位点，而且对E2和EE2在盐渍土壤中的解吸也起重要作用。同时，土壤盐度的变化会导致有机碳的变化，进而影响盐渍土壤中内分泌干扰物的吸附和解吸行为。
编 者 按
目前，关于盐渍土壤的研究主要集中在对污染物含量的检测以及对土壤环境质量和现状的评价，而对不同内分泌干扰物在盐渍土壤中的吸附和解吸过程研究较少。本文以两种典型的天然和人工合成内分泌干扰物作为模型污染物，研究了不同条件下盐渍土壤对它们的吸附和解吸行为，为内分泌干扰物在盐渍土壤中的迁移评估和生态风险评价提供了重要依据，并且对脆弱土壤生态系统的开发、利用和保护具有重要意义。
文稿 | 张铠珍，南京大学
编者 | 张孝林，南京大学，FESE青年编委
审校 | 张 姣
本文内容来自FESE期刊2022年第16卷第11期发表的Research article文章“Adsorption and desorption of steroid hormones on saline soil”。通讯作者为中国科学院烟台海岸带研究所吕剑研究员。
引用格式：Jie Wu, Jian Lu, Jun Wu. Adsorption and desorption of steroid hormones on saline soil. Front. Environ. Sci. Eng., 2022, 16(11): 140
本文来自Special issue—Emerging Contaminants: Science and Policy，客座编辑为Bin Wang, Qian Sui, Haoran Wei, Damià Barceló 和 Gang Yu。
摘要
Soil organic matter content was the main driving factor affecting adsorption and desorption process of 17β-estradiol (E2) and 17α-ethynylestradiol (EE2) on saline soil. The adsorption and desorption of E2 and EE2 on three saline soils showed the similar behavior that soil with the highest organic content possessed the highest adsorption capacity and the lowest desorption capacity for E2 and EE2. The adsorption capacity of untreated soil samples (with organic matter) was larger than that of soil samples without organic matter. For soil with the largest adsorption capacity, adsorption capacity of E2/EE2 on the untreated soil and soil colloid (with organic matter) respectively reached 0.15/0.30 μg/g and 0.16/0.33 μg/g while the soil and soil colloid without organic matter hardly adsorbed pollutants. The adsorption capacity of E2/EE2 at the initial concentration of 100 μg/L was 25/15 times higher than that at the initial concentration of 5 μg/L. E2 and EE2 had the same adsorption sites on saline soil while EE2 possessed higher competition intensity for adsorption sites than E2. Pseudo-first-order model (R2 = 0.995–0.986) and Langmuir model (R2 = 0.989–0.999) could better fit the adsorption process of E2 or EE2. The thermodynamic study further showed that the adsorption of E2/EE2 on saline soil was a spontaneous exothermic process. The desorption capacity of EE2/E2 accounted for 40%/78% of the total adsorption capacity to possibly exert potential risk to the groundwater. The variation of the salinity led to the variation of soil organic carbon which subsequently changed the adsorption and desorption behaviors of endocrine disrupting chemicals in coastal saline soil. This study provides a new insight on the interfacial behavior of endocrine disrupting chemicals on saline soil.
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共同主编：曲久辉院士，John Crittenden院士
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