毒死蜱主要有毒代谢物3，5，6-TCP在土壤中的环境行为研究

发布时间：2020-10-10 06:38

　　 农药代谢物的释放、迁移、累积等环境行为研究已逐渐引起人们广泛的关注,这是因为在定程度上农药代谢物影响甚至决定着母体农药对环境及非靶标生物的安全性。3,5,6-TCP是毒死蜱农药的主要代谢物,其物理化学性质与母体农药有所不同。3,5,6-TCP易溶丁水,不易被土体吸附,因而具有较大的环境风险。毒死蜱作为替代甲胺磷等剧毒农药的品种,目前在我国得到大规模使用和生产。在此背景下,积极开展3,5,6-TCP在土壤中的环境行为的研究对今后毒死蜱的合理使用及风险规避具有十分重要的意义。本文选取了多种代表性土壤,开展了3,5,6-TCP检测方法建立、吸附-解吸、降解-转化和淋溶-迁移等的研究,并分析了环境因素影响3,5,6-TCP环境行为的可能机理。主要取得如下结果： 1.建立了一种分析土壤、植物和水体中毒死蜱及3,5,6-TCP含量的高效液相色谱检测法。该方法具有快捷、稳定、灵敏和经济的特点。其中毒死蜱标准溶液浓度与色谱峰面积之间的回归方程为：Y=249475x4608.2,r2=0.99913,仪器检测限为0.003μg·mL-1,方法定量限0.03μg·g-1；3,5,6-TCP标准溶液浓度与色谱峰面积之间的回归方程为Y=356093x-2215.9,r2=0.99995,仪器检测限为0.0001μg·mL-1,方法定量限0.0005μg.g-1。各浓度水平下,毒死蜱及3,5,6-TCP的在土壤、植物和水体基质中添加的平均回收率范围为64.3-90.0%和54.2-78.1%,标准偏差均小于5%。 2.研究了3,5,6-TCP在6种代表性土壤上的吸附解吸行为。结果表明：(1)3,5,6-TCP在土壤上的吸附与土壤有机质和pH值相关,拟合方程为：Kd=1.67+0.094(%OC)-0.14(pH)(R2=0.894)；(2)不同土壤吸附3,5,6-TCP的Kd值分别为：红壤1.30mL.g-1黑土1.26mL.g-1石灰岩土0.96mL.g-1褐土0.72mL·g-1潮土0.68mL·g-1紫色十0.50mL.g-1。3,5,6-TCP在石灰岩十、褐土、潮土和紫色土4种土壤上的吸附均小于1mL-g-1,具有较强的淋溶迁移风险；(3)6种十壤中3,5,6-TCP的解吸过程表现出滞后效应,解吸速率大于吸附速率。 3.研究了3,5,6-TCP在高岭石和蒙脱石上的吸附-解吸行为,并对影响因素进行了分析。结果表明：(1)3,5,6-TCP在高岭石和蒙脱石上的吸附均为线性和不可逆吸附,无滞后效应,吸附系数Kdabs值分别为1.169和1.237mL.g-1,解吸系数Kddes值分别为3.912和4.883mL·g-1。3,5,6-TCP在蒙脱石和高岭石上的吸附-解吸行为较为相似；(2)pH明显影响3,5,6-TCP在高岭石和蒙脱石上的吸附-解吸行为。当环境中pH分别为4.5和6.0时,高岭石和蒙脱石对3,5,6-TCP的吸附量均最大；(3)添加有机质明显促进高岭石和蒙脱石对3,5,6-TCP的吸附。当有机质含量低于1%时,高岭石和蒙脱石对吸附作用贡献较大；当有机质含量大于2%时,有机质能够明显促进高岭石和蒙脱石对3,5,6-TCP的吸附。随着有机质含量的增加,Kd值成倍数递增。(4)离子强度对3,5,6-TCP在高岭石和蒙脱石上的吸附-解吸行为的影响不显著。 4.比较了3,5,6-TCP与母体毒死蜱的在土壤、植物和水体中的降解转化,分析了3,5,6-TCP在环境中的释放、累积和降解过程。结果表明：(1)25℃时,红壤、黑土、石灰岩土、潮土和紫色十中毒死蜱的半衰期为11.8-31.2d,3,5,6-TCP在该五种十壤上的半衰期为24.0～69.1d。毒死蜱在水体中半衰期为0.07-4.8d,3,5,6-TCP在水体中的半衰期为29.7-57.7d；(2)在推荐剂量下,母体农药毒死蜱喷施植物的第4-14d,植物体内3,5,6-TCP开始出现并达到峰值,累积残留量达到0.33μg-g-1,而土壤中3,5,6-TCP峰值出现在第14d为0.21μg·g-1。(3)五种土壤中3,5,6-TCP峰值与毒死蜱在十壤中的半衰期有关,第11.8-31.2d土壤中3,5,6-TCP含量达到峰值,平均累积量为0.63-1.21μg·g-1。第0.07-4.8d,水体中3,5,6-TCP含量达到峰值,累积浓度为0.17-0.36μg·mL-1。 5.研究了3,5,6-TCP与母体毒死蜱在土壤中的淋溶行为。结果表明：(1)毒死蜱均能被五种土壤截留68.9%-89.6%,淋溶液中未能检测出毒死蜱。3,5,6-TCP均能在五种十壤上发生27cm柱长的迁移,被土壤截留10.3%-34.4%；(2)3,5,6-TCP在五种土壤上淋溶阻滞指数R值分别为：黑十(4.31)红壤(4.24)石灰岩土(3.95)潮土(3.28)紫色土(2.36),与穿透曲线特征相符。迁移指数(GUS)均大于2.8,3,5,6-TCP在五种土壤上均表现出强迁移特征。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2012
【中图分类】：X592
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 毒死蜱农药在国内市场需求
        1.1.2 毒死蜱农药的环境安全评价
        1.1.3 3,5,6-TCP的环境释放估算
        1.1.4 3,5,6-TCP的潜在环境风险
    1.2 研究进展
        1.2.1 有机污染物在土壤中的吸附解吸
        1.2.2 有机污染物在土壤中的淋溶迁移
        1.2.3 有机污染物在土壤中的降解转化
    1.3 研究目标与技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究意义
        1.3.4 技术路线
第二章 毒死蜱及3,5,6-TCP检测方法的建立与确证
    2.1 材料与方法
        2.1.1 供试材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 土壤样品前处理
        2.2.2 水体样品前处理
        2.2.3 植物样品前处理
        2.2.4 色谱方法
    2.3 结果与讨沦
        2.3.1 土壤前处理方法的建立与优化
        2.3.2 水样前处理方法的建立与优化
        2.3.3 植物样前处理方法的建立与优化
        2.3.4 色谱条件优化
        2.3.5 基质净化评价
    2.4 方法的确证及其评价
        2.4.1 方法的检测限
        2.4.2 方法的准确度
    2.5 小结
第三章 3,5,6-TCP在土壤中的吸附-解吸行为
    3.1 材料与方法
        3.1.1 供试土壤
        3.1.2 试验方法
        3.1.3 数据处理
    3.2 结果与分析
        3.2.1 3,5,6-TCP在土壤中的吸附动力学
        3.2.2 3,5,6-TCP在土壤中的解吸动力学
        3.2.3 3,5,6-TCP在土壤中的等温吸附
        3.2.4 3,5,6-TCP在土壤中的等温解吸
    3.3 讨论
        3.3.1 3,5,6-TCP在6种土壤上的吸附-解吸特征
        3.3.2 3,5,6-TCP在土壤中吸附-解吸的影响因素
    3.4 小结
第四章 3,5,6-TCP在粘土矿物中的吸附-解行为及影响因素
    4.1 材料与方法
        4.1.1 供试粘土矿物
        4.1.2 试验方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 3,5,6-TCP在粘土矿物中的等温吸附
        4.2.2 3,5,6-TCP在粘土矿物中的等温解吸
        4.2.3 3,5,6-TCP在不同pH值蒙脱石中的等温吸附
        4.2.4 3,5,6-TCP在不同pH值高岭石中的等温吸附
        4.2.5 3,5,6-TCP在不同pH值蒙脱石中的等温解吸
        4.2.6 3,5,6-TCP在不同pH值高岭石中的等温解吸
        4.2.7 3,5,6-TCP在添加腐殖酸高岭石中的等温吸附
        4.2.8 3,5,6-TCP在添加腐殖酸高岭石中的等温解吸
        4.2.9 3,5,6-TCP在不同离子强度高岭石中的等温吸附
        4.2.10 3,5,6-TCP在不同离子强度高岭石中的等温解吸
    4.4 结果讨论
        4.4.1 3,5,6-TCP在两类粘土矿物中的吸附-解吸特征
        4.4.2 pH值对3,5,6-TCP在粘土矿物中吸附-解吸的影响
        4.4.3 腐殖酸含量对3,5,6-TCP在粘土矿物中吸附-解吸的影响
        4.4.4 离子强度对3,5,6-TCP在粘土矿物中吸附-解吸的影响
    4.5 小结
第五章 3,5,6-TCP在土壤-植物-水体中的释放、累积与降解
    5.1 材料与方法
        5.1.1 盆栽试验
        5.1.2 土壤降解试验
        5.1.3 水解试验
    5.2 结果与分析
        5.2.1 毒死蜱及3,5,6-TCP在盆栽土壤-植物中的残留
        5.2.2 毒死蜱及3,5,6-TCP在室内培养土壤中的降解代谢
        5.2.3 毒死蜱及3,5,6-TCP在室内培养水体中的降解代谢
    5.3 讨论
        5.3.1 环境中3,5,6-TCP的生成途径
        5.3.2 环境中3,5,6-TCP的量变动态
        5.3.3 环境中3,5,6-TCP的降解代谢
    5.4 小结
第六章 3,5,6-TCP及毒死蜱在土柱中的淋溶与迁移
    6.1 材料与方法
        6.1.1 供试土壤理化性状
        6.1.2 试验方法
    6.2 结果与分析
        6.2.1 毒死蜱在饱和含水量长土柱的迁移特征
        6.2.2 3,5,6-TCP在饱和含水量长土柱的迁移特征
        6.2.3 3,5,6-TCP在饱和含水量长土柱上的穿透曲线
        6.2.4 不同浓度3,5,6-TCP在饱和含水量小柱上的穿透曲线
        6.2.5 不同浓度3,5,6-TCP在饱和含水量小柱上的迁移特征
    6.3 讨论
        6.3.1 毒死蜱在五种土壤中的淋溶风险评价
        6.3.2 3,5,6-TCP在五种土壤中的淋溶风险评价
        6.3.3 毒死蜱及3,5,6-TCP在土壤中淋溶迁移的可能作用机理
    6.4 小结
第七章 全文结论
    7.1 全文结论
    7.2 创新点
    7.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简历

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本文编号：2834861