三价离子对鼠里糖脂作用下三氯生在底泥—水中分配的影响
摘要：研究不同强度Fe3+/Al3+对鼠里糖脂（RL）作用下三氯生（TCS）在底泥-水中迁移的影响。结果表明，低离子强度的Fe3+/Al3+能导致RL作用下TCS绑定在底泥中。
关键词：三价离子；鼠里糖脂；三氯生；分配
中图分类号：X13 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0120-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.068
Tervalence cations on the rhamnolipid functioned distribution of triclosan in sediment-water system
Chen Yuanbo
（Guangdong Nuclear Geological Bureau of Nuclear Technology Application Institute，Guangzhou Guangdong 510800，China）
Abstract： This paper studied the influence of different cationic strength of Fe3+/Al3+ on the rhamnolipid functioned distribution of triclosan in sediment-water system. Results showed that low cationic strength of Fe3+/Al3+ could bound TCS into sediment in RL solutions.
Key words：Tervalence cations；Rhamnolipid；Triclosan；Distribution
作為一种高效广谱抗菌剂， TCS在个人药物及个人护理品中被广泛应用。TCS属于疏水性有机污染物（HOCs）易吸附在底泥上，滞留在底泥中的TCS因厌氧或缺氧条件不易被生物降解。但水体的流动性强，受外界条件的影响大，其环境风险可能更高。
RL为生物表面活性剂的典型代表，在污染修复领域中广泛应用。生物表面活性剂的胶束增溶作用能使吸附在底泥上的HOCs解吸附出来；但吸附在底泥上的胶束又能进一步滞留住HOCs[1]。有研究表明，一价/二价阳离子对表面活性剂的胶束行为有较大影响[2]。
我们分析了离子强度对TCS在RL中溶解度的影响，进而分析RL作用下TCS在底泥-水体系中迁移的影响，以期为不同条件下RL对TCS迁移分配的调控提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 材料
配制不同浓度（0.05、0.1、0.2、0.5、1 mmol/L）的FeCl3和AlCl3，并加入100 mg/L NaN3，制备成背景溶液。RL均采用背景溶液配制。底泥样品在自然条件下风干，去除杂质后过2 mm筛网。
1.2 不同离子强度下TCS在RL中的溶解度
将32 mg TCS固体粉末加入到锥形瓶中，并加入160 mL不同强度的RL，在20℃，100 rpm条件下反应96 h。取1 mL上清液，经玻璃纤维滤膜过滤后，使用超高效液相色谱对TCS进行测量。
1.3 不同离子强度下TCS在RL-底泥-水中的分配
将16 g底泥和10 mL 100 mg/L的TCS-甲醇溶液加入到锥形瓶中，待甲醇挥发后向锥形瓶中加入160 mL不同强度RL，在20℃，100 rpm条件下反应96 h，对上清液TCS进行测量。
2 结果与讨论
2.1 不同离子强度下TCS在RL中的溶解度
如图1所示，无RL存在时，TCS的溶解度为5.46 mg/L。RL中，无Fe3+/Al3+存在时，TCS的溶解度为138.31 mg/L。随着Fe3+/Al3+强度的增加， TCS产生明显的下降。当Fe3+/Al3+强度大于0.1 mmol/L后，TCS溶解度急剧下降。在Fe3+/Al3+强度为0.5和1.0 mmol/L时，RL中的TCS浓度甚至比无RL时还要低。我们推断Fe3+/Al3+影响了RL的胶束形态，使得RL胶束聚集，甚至导致胶束从溶液中分离、沉淀下来，胶束聚集将TCS包裹起来，进而将TCS从溶解态变为沉淀态，导致TCS的溶解度下降。
图1 不同离子强度下TCS的溶解度及在RL-底泥-水中的分配
2.2 不同离子强度下TCS在RL-底泥-水中的分配
如图1所示，无RL时，TCS在水中的浓度为0.16 mg/L。当在底泥-水中添加RL，未添加阳离子时，水相中的TCS浓度增加到1.38 mg/L。在RL中，添加Fe3+，水相中的TCS浓度逐渐降低；当Fe3+离子浓度大于0.2 mmol/L，水相中的TCS浓度出现剧烈的下降现象。在RL中，添加Al3+，水相中的TCS浓度出现的趋势与添加Fe3+离子类似，但水相中TCS浓度降低的趋势更加的明显。这说明相比Fe3+离子，Al3+离子对TCS在RL-底泥-水体系中的迁移分配影响更大。
结合Fe3+/Al3+对RL中TCS的溶解度来看，Fe3+/Al3+在一定离子强度下使得RL胶束聚集、沉淀，并与底泥产生吸附作用，将包裹在RL胶束内部的TCS绑定在底泥中，使得水相中的TCS浓度反而降低。这为我们减少疏水性物质的流动性，进一步强化其在底泥等固相介质提供了方法。
3 结论
无RL时， Fe3+/Al3+对TCS的溶解度及底泥-水体系中TCS在水相中的分配产生的作用不明显。但添加RL后，Fe3+/Al3+改变了胶束对TCS的增溶作用，最终导致RL作用下TCS在底泥-水体系中迁移分配的变化。在RL-底泥-水体系中，低浓度的Fe3+/Al3+便使得RL对TCS在水相的增溶作用产生下降，当其离子强度高于0.5 mmol/L时，RL已经对TCS完全失去的增溶能力，反而将其绑定在底泥中。
参考文献
[1]陈宝梁.表面活性剂在土壤有机污染物修复中的作用及机理[D].浙江：浙江大学，2004.
[2]陈源波，胡勇有.阳离子强度对鼠李糖脂作用下三氯生在底泥-水相中分配的影响[J].环境科学学报，2016，36（10）：3720-3727.
收稿日期：2017-12-22
作者简介：陈源波（1991-），女，硕士研究生，2016年毕业于华南理工大学环境工程专业，研究方向为辐射环境监测与评价。
关键词：三价离子；鼠里糖脂；三氯生；分配
中图分类号：X13 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0120-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.068
Tervalence cations on the rhamnolipid functioned distribution of triclosan in sediment-water system
Chen Yuanbo
（Guangdong Nuclear Geological Bureau of Nuclear Technology Application Institute，Guangzhou Guangdong 510800，China）
Abstract： This paper studied the influence of different cationic strength of Fe3+/Al3+ on the rhamnolipid functioned distribution of triclosan in sediment-water system. Results showed that low cationic strength of Fe3+/Al3+ could bound TCS into sediment in RL solutions.
Key words：Tervalence cations；Rhamnolipid；Triclosan；Distribution
作為一种高效广谱抗菌剂， TCS在个人药物及个人护理品中被广泛应用。TCS属于疏水性有机污染物（HOCs）易吸附在底泥上，滞留在底泥中的TCS因厌氧或缺氧条件不易被生物降解。但水体的流动性强，受外界条件的影响大，其环境风险可能更高。
RL为生物表面活性剂的典型代表，在污染修复领域中广泛应用。生物表面活性剂的胶束增溶作用能使吸附在底泥上的HOCs解吸附出来；但吸附在底泥上的胶束又能进一步滞留住HOCs[1]。有研究表明，一价/二价阳离子对表面活性剂的胶束行为有较大影响[2]。
我们分析了离子强度对TCS在RL中溶解度的影响，进而分析RL作用下TCS在底泥-水体系中迁移的影响，以期为不同条件下RL对TCS迁移分配的调控提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 材料
配制不同浓度（0.05、0.1、0.2、0.5、1 mmol/L）的FeCl3和AlCl3，并加入100 mg/L NaN3，制备成背景溶液。RL均采用背景溶液配制。底泥样品在自然条件下风干，去除杂质后过2 mm筛网。
1.2 不同离子强度下TCS在RL中的溶解度
将32 mg TCS固体粉末加入到锥形瓶中，并加入160 mL不同强度的RL，在20℃，100 rpm条件下反应96 h。取1 mL上清液，经玻璃纤维滤膜过滤后，使用超高效液相色谱对TCS进行测量。
1.3 不同离子强度下TCS在RL-底泥-水中的分配
将16 g底泥和10 mL 100 mg/L的TCS-甲醇溶液加入到锥形瓶中，待甲醇挥发后向锥形瓶中加入160 mL不同强度RL，在20℃，100 rpm条件下反应96 h，对上清液TCS进行测量。
2 结果与讨论
2.1 不同离子强度下TCS在RL中的溶解度
如图1所示，无RL存在时，TCS的溶解度为5.46 mg/L。RL中，无Fe3+/Al3+存在时，TCS的溶解度为138.31 mg/L。随着Fe3+/Al3+强度的增加， TCS产生明显的下降。当Fe3+/Al3+强度大于0.1 mmol/L后，TCS溶解度急剧下降。在Fe3+/Al3+强度为0.5和1.0 mmol/L时，RL中的TCS浓度甚至比无RL时还要低。我们推断Fe3+/Al3+影响了RL的胶束形态，使得RL胶束聚集，甚至导致胶束从溶液中分离、沉淀下来，胶束聚集将TCS包裹起来，进而将TCS从溶解态变为沉淀态，导致TCS的溶解度下降。
图1 不同离子强度下TCS的溶解度及在RL-底泥-水中的分配
2.2 不同离子强度下TCS在RL-底泥-水中的分配
如图1所示，无RL时，TCS在水中的浓度为0.16 mg/L。当在底泥-水中添加RL，未添加阳离子时，水相中的TCS浓度增加到1.38 mg/L。在RL中，添加Fe3+，水相中的TCS浓度逐渐降低；当Fe3+离子浓度大于0.2 mmol/L，水相中的TCS浓度出现剧烈的下降现象。在RL中，添加Al3+，水相中的TCS浓度出现的趋势与添加Fe3+离子类似，但水相中TCS浓度降低的趋势更加的明显。这说明相比Fe3+离子，Al3+离子对TCS在RL-底泥-水体系中的迁移分配影响更大。
结合Fe3+/Al3+对RL中TCS的溶解度来看，Fe3+/Al3+在一定离子强度下使得RL胶束聚集、沉淀，并与底泥产生吸附作用，将包裹在RL胶束内部的TCS绑定在底泥中，使得水相中的TCS浓度反而降低。这为我们减少疏水性物质的流动性，进一步强化其在底泥等固相介质提供了方法。
3 结论
无RL时， Fe3+/Al3+对TCS的溶解度及底泥-水体系中TCS在水相中的分配产生的作用不明显。但添加RL后，Fe3+/Al3+改变了胶束对TCS的增溶作用，最终导致RL作用下TCS在底泥-水体系中迁移分配的变化。在RL-底泥-水体系中，低浓度的Fe3+/Al3+便使得RL对TCS在水相的增溶作用产生下降，当其离子强度高于0.5 mmol/L时，RL已经对TCS完全失去的增溶能力，反而将其绑定在底泥中。
参考文献
[1]陈宝梁.表面活性剂在土壤有机污染物修复中的作用及机理[D].浙江：浙江大学，2004.
[2]陈源波，胡勇有.阳离子强度对鼠李糖脂作用下三氯生在底泥-水相中分配的影响[J].环境科学学报，2016，36（10）：3720-3727.
收稿日期：2017-12-22
作者简介：陈源波（1991-），女，硕士研究生，2016年毕业于华南理工大学环境工程专业，研究方向为辐射环境监测与评价。
