砜吡草唑在土壤和水环境中的环境行为特性研究

摘要

我国作为目前世界上最大的农药使用国，农药的大量使用将对环境形成巨大的潜在污染风险。要控制农药的残留并安全合理地施用农药，制定出合理的污染控制措施，就需要对农药进入环境后发生的降解、移动和淋溶等行为特性进行系统研究。砜吡草唑是由日本组合化学和日本庵原化学公司开发的一种新型异嗯唑除草剂，它可以高效去除禾本科杂草，同时也能较好防治藜类杂草，是一种广谱除草剂。目前国内对砜吡草唑的检测方法以及进入环境后的行为特性研究还未见报道，这将影响砜吡草唑的安全使用。因此，本文系统研究了上述问题，得到的结论如下: (1)研究建立了一种快速测定砜吡草唑的高效液相色谱法。砜吡草唑在测试质量浓度范围内的线性关系良好，方法的准确度和精密度均符合要求，且具有较好的检测效果。通过丙酮和二氯甲烷分别提取和萃取的方法检测土壤和水体中的砜吡草唑，该方法在水和土壤中的平均回收率优异，分别达到了92.5％-107.0％及76.3％-88.0％。该方法的检测限和最低检测浓度均达到了农残测定的标准。研究结果证实，此高效液相色谱法的可靠性与重现性均较好。 (2)研究了砜吡草唑在不同pH、温度和氧气等条件下的水解和在土壤中的降解特性，以及在土壤表面、水中和不同pH、介质中的光解特性。25℃下，pH对砜吡草唑的水解作用影响较小。在25℃时，pH4、pH7和pH9条件下砜吡草唑较难水解，半衰期分别为138.6d、115.5d和115.5d。温度对砜吡草唑的水解有显著影响，在酸性和中性条件下，砜吡草唑在25℃下的水解速率比在50℃下更快，降解半衰期分别为173.3d和138.6d，而在碱性条件下，砜吡草唑在高温环境中的水解速率显著上升，降解半衰期为13.9d;在好氧条件下，砜吡草唑在东北黑土中降解速率最快，而在江西红壤和太湖水稻土中降解速率相差不大，降解半衰期分别为86.6d、115.5d和115.5d，降解半衰期与土壤pH、土壤有机质及阳离子交换量的线性相关性分别为0.365、0.926和0.998，土壤有机质含量和土壤阳离子交换量是影响砜吡草唑在这种条件下降解的主要因素;在积水厌氧条件下，砜吡草唑在上述3种土壤中的降解半衰期分别为86.6d、43.3d和53.3d，降解半衰期与土壤pH、有机质和阳离子交换量的相关性分别为0.884、0.297和0.115，土壤的pH是影响砜吡草唑降解的主要因素。积水厌氧条件更有利于砜吡草唑在土壤中的降解;砜吡草唑在土壤表面中的光解作用类型属于难光解，降解半衰期为231h。在水溶液中的光解作用类型属于易光解，降解半衰期为0.5h。其在pH4的缓冲液中难降解，在pH7和pH9缓冲液中则降解迅速，降解半衰期分别为2.31h和2.84h，降解速率次序为pH7＞pH9＞pH4。其在乙酸乙酯、乙腈中易光解，在丙酮中难光解，降解半衰期分别为1.43h、2.38h和21.66h，光解速率次序为乙酸乙酯＞乙腈＞丙酮。 (3)研究了砜吡草唑在5种不同土壤中吸附、移动和淋溶特性。砜吡草唑在不同土壤中的吸附能力存在着明显的差异性，采用线性吸附方程描述砜吡草唑在土壤中的吸附性更合理。砜吡草唑的吸附性在江西红壤、东北黑土、太湖水稻土、南京黄棕壤和陕西潮土中逐步减弱。砜吡草在江西红壤中属于较难吸附，在其他4种土壤中属于难吸附，砜吡草唑在不同土壤中的吸附性与土壤pH值相关性为0.684，与土壤有机质含量相关性为0.054，与阳离子交换量的相关性为0.038，可能是其他环境因素影响了砜吡草唑在土壤中的吸附性;砜吡草唑在5种土中的移动性能强弱依次为江西红壤＞太湖水稻土＞陕西潮土＞东北黑土＞南京黄棕壤。砜吡草唑在这5种土壤中均属于不易移动，砜吡草唑的相对移动系数Rf与土壤pH、土壤有机质含量和阳离子交换量的相关性分别为0.587、0.132和0.265，可能是其他环境因素影响了砜吡草唑在土壤中的移动性;砜吡草唑在这5种土壤中均有一定的淋溶性，其淋溶性在东北黑土、陕西潮土、南京黄棕壤、江西红壤和太湖水稻土中逐步减弱。 通过研究发现，高效液相色谱法可有效利用于环境中砜吡草唑的检测。总的来说，砜吡草唑在环境中的稳定性较强，较难降解和吸附，且具有一定的淋溶性，可能对土壤和水环境具有一定污染风险，需谨慎施用。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1农药在环境中的降解

1．1农药在土壤中的降解

1．2农药在环境中的水解

1．3农药在环境中的光解

2农药在土壤中的吸附与淋溶性

2．1农药在土壤中的吸附与解吸

2．2农药在土壤中的淋溶

3本论文主要研究内容及意义

3．1异噁唑类除草剂研究进展

3．2砜吡草唑农药简介

3．3研究目的及意义

3．4技术路线

参考文献

第二章土壤与水中砜吡草唑的检测方法建立

1材料和方法

1．1供试材料

1．2试验方法

1．3 HPLC测定条件

2．1色谱条件选择

2．2工作曲线

2．3分析方法的精确度试验

2．4分析方法的准确度试验

2．5方法回收率与最小检测质量分数

3本章小结

参考文献

第三章砜吡草唑在环境中的降解性研究

1材料和方法

1．1供试材料

1．2试验方法

1．3结果计算

2结果与分析

2．1砜吡草唑的水解特性

2．2砜吡草唑的土壤降解特性

2．3砜吡草唑的光解特性

3本章小结

参考文献

第四章砜吡草唑在土壤中的吸附和淋溶性研究

1材料和方法

1．1供试材料

1．2试验方法

2结果与分析

2．1砜吡草唑在土壤中的吸附特性

2．2砜吡草唑在土壤中的水平迁移特性

2．3砜吡草唑在土壤中的淋溶特性

3本章小结

参考文献

第五章全文总结与展望

1主要结论

2创新点

3展望

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢