抗生素的大量使用造成了严重的环境污染和健康危害。2022年国务院办公厅发布的《新污染物治理行动方案》中，将抗生素列入重点管控新污染物清单，并提出了“掌握新污染物风险状况”和“深化末端治理”等具体要求。因此，研究抗生素在土壤中的转化过程，对于评估抗生素的环境风险，发展其环境治理技术具有重要意义。
以往的研究表明相对干燥的土壤矿物（如高岭土、蒙脱土、铝氧矿物、铁氧矿物）表面能够显著催化氯霉素抗生素发生催化水解反应。然而，实际土壤是否对抗生素具有催化水解效应，及其带来的潜在环境效应仍然未知。本研究中，我们依据土壤类别、土壤铁铝含量和有机质含量等性质差异，采集了全国各地16种典型土壤，用于研究不同含水率影响下，实际土壤对氯霉素的降解效果。结果显示，低有机质含量（<20 g/kg）和高结晶态Fe/Al含量的土壤具有非生物催化降解活性。并且，只有当土壤含水率<5%时，这些土壤才能够快速催化外源添加的氯霉素发生水解，水解半衰期为10-40天。可见，土壤含水率是影响土壤非生物降解活性的关键条件。
进一步，将土壤含水率用作调控土壤非生物降解和生物降解的“开关”，通过设定土壤的干-湿交替阶段来联合矿物的非生物降解和微生物降解，达到强化抗生素矿化消除的目的。我们采用14C-氯霉素同位素示踪实验加以研究。在干反应阶段，土壤含水率控制在1-5%（wt/wt）。土壤微生物活性降低，土壤矿物的催化活性提高。抗生素可以发生快速的水解反应。进入湿反应阶段，土壤含水率提高到20-35%（wt/wt），土壤微生物活性提高，并且氯霉素的水解产物更容易被微生物利用。结果显示，三种低有机质、高Fe/Al含量土壤经过干-湿交替处理后，在湿反应阶段对氯霉素的矿化效率显著高于恒定湿处理组（20-35%，wt/wt）。对培养后的土壤进行微生物群落分析。总体而言，干-湿交替处理缓解了抗生素对土壤微生物的抗性压力，经历干-湿交替的土壤，其土壤微生物丰度和多样性相对更高。
 

土壤含水率,氯霉素,水解,矿化降解