噻虫嗪及噻唑硫磷在环境中的消解、运移及去除行为探究

发布时间：2017-12-19 20:19

  本文关键词：噻虫嗪及噻唑硫磷在环境中的消解、运移及去除行为探究　出处：《中国农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：新烟碱类杀虫剂被广泛应用于多种农作物的种子处理,对环境中非目标生物和水生环境的潜在风险备受关注。以噻虫嗪为例,研究了其作为玉米种衣剂在环境中的降解、迁移及转化行为,利于了解农药在环境中所潜在的风险。将含有种衣剂噻虫嗪的玉米种子种植于温室土柱中,定期进行田间模拟降雨,在植株不同的生长阶段对作物、土壤、淋出液进行样品采集,用超高效液相色谱串联质谱进行分析检测。研究结果表明不同的土壤质地(沙土和粘土)和处理方法(有植株处理和无植株处理)对噻虫嗪在环境中的降解、迁移及转化有影响。随着植株的生长,噻虫嗪及代谢物噻虫胺在不同样品(除根)中残留浓度均趋于下降。噻虫嗪在含有机质量较低且持水量较高的粘土柱中迁移能力强、降解速度快。噻虫嗪在有植株处理的环境体系中具有相对慢的降解速度和相对略弱迁移能力。在植株生长至V1时期(第8天),玉米种子中已有大于90%的噻虫嗪迁移到植株、土壤或水环境中,绝大部分噻虫嗪残留在土柱中尤其是土柱上层0-30 cm中。在植株生长至V5时期(第36天),有66.6%-83.3%的噻虫嗪在环境体系中发生了降解,仅有2.4%-6.4%的噻虫嗪代谢物噻虫胺在环境体系中被检测出。噻虫嗪在土壤中具有淋溶风险,在无结构化的土壤或强度降雨的条件下更容易在土壤中淋溶到地下水。选取与噻虫嗪水溶性相似,用途相似的有机磷酸酯类农药,非熏蒸有机磷杀线虫剂噻唑硫磷为研究对象,探讨了噻唑硫磷在番茄和土壤上的消解动态及残留量。田间实验在北京、辽宁和湖北三地进行,结果表明噻唑硫磷在番茄(番茄植株)中的半衰期为0.75-2.6天,噻唑硫磷在土壤中的半衰期为2.5-11.6天。收获期所采摘的番茄中噻唑硫磷残留量不超过0.023 mg kg-1,低于中国制定的最大残留限量值0.05 mg kg-1,噻唑硫磷在土壤中的最终残留不超过0.27 mg kg-1。噻唑硫磷在土壤中存在淋溶风险,蒙脱石胶体广泛分布于地表环境中如土壤,蒙脱石胶体对噻唑硫磷在土壤中运移的影响未见相关报道。噻唑硫磷标准溶液在室温条件下的稳定性实验表明噻唑硫磷标准溶液在低pH或低离子强度的溶液中具有更好的稳定性。噻唑硫磷在蒙脱石胶体中的吸附行为可用Weber-Morris动力学模型和Freundlich吸附等温模型进行很好的描述,通过吸附热力学方程计算得到二者之间通过疏水力相结合。噻唑硫磷在饱和石英砂柱中几乎不保留,蒙脱石胶体在酸性或离子强度较大的电解质作为背景溶液时,更不容易饱和的石英砂柱中穿透,这与DLVO理论及胶体过滤理论预测相一致。当蒙脱石胶体与噻唑硫磷在饱和的石英砂柱中协同运移时,在低蒙脱石胶体浓度及低离子强度的电解质溶液条件下,噻唑硫磷对蒙脱石胶体运移有促进作用。随着蒙脱石胶体浓度的增加,可移动的噻唑硫磷在饱和的石英砂柱淋出液中回收率呈现先增加后减少趋势,与蒙脱石胶体相结合的噻唑硫磷回收率呈现增加趋势,水溶解态的噻唑硫磷回收率呈现减少的趋势。通过相对高pH值低有机质含量的天津土柱和低pH值高有机质含量的黑龙江土柱验证得到了相似的结论,由此可推断表层土壤中存在蒙脱石胶体与农药的协同运移。零价铁可用于去除水溶液中的有机磷酸酯类农药噻唑硫磷,噻唑硫磷的去除满足伪一级动力学方程,零价铁对水溶液中的噻唑硫磷去除机理表明增加零价铁的用量、减少噻唑硫磷的初始浓度,升高反应体系的初始温度、增加反应体系的pH都能加大零价铁对噻唑硫磷的去除效率。在反应体系中加入适量的电解质溶液对噻唑硫磷的去除效率影响重大,在反应体系中加入不同的电解质,发现噻唑硫磷的去除参数规律如下:Kobs(MgS04)Kobs(KC1)Kobs(对照组)Kobs(NaCl)Kobs(CaCl_2)Kobs(NaN0_3)Kobs(Na_2S0_4)。零价铁在体系中所生成的 Fe~(2+)和 Fe3+对噻唑硫磷的去除贡献不大,反而零价铁因化学腐蚀所创造的碱性环境是噻唑硫磷发生水解的关键。通过Agilent 1100 LC/MSD对噻唑硫磷的主要降解产物进行分析测定。基于研究结果,推断零价铁可用于高效的去除污水中的有机磷酸酯类农药噻唑硫磷。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X592

【参考文献】

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1 席志楠;李增波;王聪颖;史志明;;磁性生物质炭对水体中芘的去除效果研究[J];农业环境科学学报;2017年01期

2 黄金鑫;杨海;李海峰;林能;令狐文生;;电化学氧化还原法降解卤代有机污染物的研究进展[J];化学试剂;2017年01期

3 任冠宇;;浅谈环境监测在环境保护中的作用与应用[J];科技展望;2017年01期

4 王旺阳;刘聪;袁s，

本文编号：1309295