迈向磺胺-土壤有机质相互作用的分子层面理解
化学物理
2016-05-12 v1
摘要
对土壤中有机污染物（如抗生素磺胺（SAA））吸附机制的深入理解需要实验与理论相结合的方法。因此，将SAA在表征良好的土壤粒径分级样品上的吸附实验与通过量子化学计算模拟SAA-土壤相互作用相结合。在批量实验中确定了Freundlich单位容量，发现其随土壤有机质（SOM）含量增加，顺序为：细粉砂 > 中粉砂 > 黏土 > 全土 > 粗粉砂 > 砂土。对经质谱定量的吸附位点计算得到的结合能顺序为：离子物种 > 肽类 > 碳水化合物 > 酚类和木质素单体 > 木质素二聚体 > 杂环化合物 > 脂肪酸 > 甾醇 > 芳香化合物 > 脂质、烷烃和烯烃。SAA通过其不同的极性中心与极性SOM吸附位点形成氢键。相反，色散和π-π相互作用主导了磺胺芳香环与SOM非极性部分的相互作用。此外，SOM吸附位点的偶极矩、部分原子电荷和分子体积是控制SAA-SOM相互作用的主要物理性质。通过由计算结合能合理估算Freundlich单位容量，建立了实验与理论结果之间的相关性。因此，我们建议在后续研究中使用该方法揭示多种有机污染物与SOM的相互作用。
引用
@article{arxiv.1602.04357,
title = {Towards a Molecular Level Understanding of the Sulfanilamide-Soil Organic Matter-Interaction},
author = {A. A. Ahmed and S. Thiele-Bruhn and P. Leinweber and O. Kühn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.04357},
year = {2016}
}