城市环境所在废水磷回收时不同形貌鸟粪石晶体吸附四环素类抗生素研究中获进展

近日，Water Research发表了中国科学院城市环境研究所叶志隆研究组关于废水磷回收时不同形貌鸟粪石晶体吸附四环素类抗生素（Tetracyclines，TCs）的研究成果，为获取废水磷回收时兽用抗生素的迁移行为提供了有价值的信息。

鸟粪石（MgNH₄PO₄·6H₂O）结晶法在畜禽养殖废水中回收氮和磷颇具应用潜力，回收的鸟粪石可作为缓释肥直接农用，有助于缓解磷资源紧缺的情况。然而，畜禽养殖废水中广泛残留兽用抗生素，根据研究组前期研究，回收的鸟粪石可通过吸附兽用抗生素对环境和公众健康造成一定程度的威胁。

在不同条件下生成的鸟粪石晶体呈现出不同的形貌特征，影响鸟粪石的沉降速度和分离回收效率等。这种形貌性质的变化或影响鸟粪石对抗生素的吸附能力。该研究通过在不同条件下进行鸟粪石结晶反应，得到不同形貌的鸟粪石晶体，考察其对TCs的吸附能力。同时，研究分析了废水中过量Mg²⁺对鸟粪石晶体吸附TCs性能的影响。

研究发现，不同形貌鸟粪石具有不同的TCs吸附能力，且鸟粪石晶体晶面上的Mg强度对TCs的吸附具有关键作用。短杆状的鸟粪石晶面Mg强度更高，比树杈状鸟粪石晶体具有更高的TCs吸附量。废水磷浓度的升高可能引发鸟粪石形貌从针状向X形和树突状转变，降低了晶面上Mg分布强度，导致TCs吸附量下降。废水中过量的Mg²⁺抑制TCs的去质子化，从而促进鸟粪石对TCs的吸附。此外，研究还表明，逐步提高初始TCs的浓度将促进1:2到1:1 TCs-Mg螯合物的形成与形态转变，导致TCs吸附量先急剧增加后降低。该研究为获取废水磷回收时兽用抗生素的迁移行为提供了有价值的信息。

研究工作得到国家自然科学基金的支持。

论文链接

废水磷回收时不同形貌鸟粪石晶体吸附TCs