阿特拉津及其两种代谢产物在砂质壤土中吸附、降解和淋溶规律的实验研究

摘要

农药是现代农业生产中必不可少的生产资料。农药的广泛使用，一方面可以提高农业产量，减少农业损失；另一方面，大量的有毒物质进入环境，对生态环境产生了严重的污染，给人类的健康构成了很大的威胁。 阿特拉津(英文名Atrazine，中文名莠去津，简称AT)广泛的应用于我国的华北和东北地区，是主要适用于玉米、高梁等作物农田中的除草剂。在国外它是地下水中最常被检测出的农药之一，在国内它是地下水潜在的农用化学污染物。脱乙基阿特拉津(英文名deethylatrazine，简称DEA)和脱异丙基阿特拉津(英文名deisopropylatrazine，简称DIA)是阿特拉津的两种主要代谢产物，也是最常在地下水中检测到的降解产物，它们具有与阿特拉津类似的毒性。本文以阿特拉津、脱乙基阿特拉津和脱异丙基阿特拉津为研究对象，系统地开展了它们在土壤环境中转化和运移特性的实验研究。 首先，研究了AT、DEA和DIA在供试砂质壤土中的吸附行为。动力学吸附结果表明：AT、DEA和DIA在24h后吸附基本达到平衡，吸附量大小AT＞DIA＞DEA。我们使用批量平衡法开展了三种药物平衡吸附行为的实验研究，以Freundlich方程拟合实验数据，获得了它们在土壤中的吸附特性参数Kf、1/n和Kd。其中：AT的Kf值为1.2574，1/n为0.7530，Kd值为0.6145；DEA的Kf值为0.7992，1/n为0.7604，Kd值为0.4045；DIA的Kf值为1.3201，1/n为0.7440，Kd值为0.6045；Freundlich方程能够很好地描述这三种药物在供试土壤中的吸附特性。此外，就温度和离子强度对吸附行为的影响也开展了实验，结果显示：随着温度的升高，它们的Kf值都有不同程度的降低；随着离子强度的提高，Kf值逐渐提高。 接着，利用批培养法开展了AT、DEA和DIA在砂质壤土中降解特性的实验观测。对所获得的数据应用一级动力学方程拟合，分别得到了三种药物在灭菌和未灭菌土壤中的降解速率常数和降解半衰期。结果表明：由于土壤环境的不同，降解速率有很大的差异，AT在未灭菌条件和灭菌条件下的半衰期分别为53.73天和63.59天；DEA在两种条件下的半衰期分别为45.30天和50.97天；DIA的半衰期分别为43.59天和57.76天。 最后，使用易混合置换实验装置，以Br-为示踪溶质，进行了稳定流条件下AT、DEA和DIA在饱和砂质壤土中淋溶动态的实验，分别获得了它们的穿透曲线。实验结果显示：与示踪溶质相比，AT、DEA和DIA的穿透曲线都呈现出非对称和脱尾的的形状，它们的出峰时间均滞后，出流浓度峰值变小。这说明AT、DEA和DIA在供试土壤中的运移同时伴随着吸附和降解的发生。它们在土壤中移动能力的大小为DEA＞DIA＞AT。质量守恒计算表明：本实验条件下，AT、DEA和DIA土柱中的回收率分别为63.72％、75.97％和72.95％，在运移过程中有降解作用发生。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词和符号

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第一章绪论

第二章AT、DEA和DIA在砂质壤土中的吸附行为研究

第三章AT、DEA和DIA在砂质壤土中的降解特性研究

第四章稳定流条件下AT、DEA和DIA在饱和砂质壤土中的淋溶

第五章结论

参考文献

致谢

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