环丙酰草胺在土壤环境中的行为特性研究

摘要

环丙酰草胺属于环丙羧酸类植物生长调节剂，主要用于棉花、禾谷类作物和草坪等。为评价其生态风险，本文建立了环丙酰草胺及其代谢产物在环境中的检测方法;研究了环丙酰草胺在环境介质中的降解特性以及在土壤中的移动特性，并探讨了其影响因素。最后，综合评价了环丙酰草胺施用后的生态暴露浓度。主要研究内容及结果如下:
　　1、建立了高效液相色谱-PDA检测器测定水和土壤中环丙酰草胺的残留检测方法。环丙酰草胺测定采用的流动相为乙腈∶水=60∶40，检测波长为254。该方法，在添加水平为0.1～1.0 mg·L-1范围内时，方法的添加回收率水中为86.4％～101.8％;土壤中为78.3％～87.4％。
　　2、采用室内模拟试验研究了环丙酰草胺的水解、光解以及在土壤中的降解特性。结果表明，土壤在不同pH(4、7、9)缓冲液中，水解速率随温度的升高而增加;均属于难降解，具有较强的化学稳定性。在人工氙灯照射下，环丙酰草胺在水中的光解半衰期为11.6 h，在土壤表面的光解半衰期为121.6 h。在好氧条件下，环丙酰草胺在江西红壤、云南红壤、东北黑土、太湖水稻土以及常熟乌杉土中的降解半衰期分别为:39.2 d，31.2 d，24.2 d，26.5 d，11.4 d。在积水厌气条件下，在江西红壤、云南红壤、东北黑土、太湖水稻土和常熟乌杉土中的降解半袁期为42.8 d、61.8 d、115.5 d、43.9 d、35.5 d。好氧条件下，土壤有机质含量越高，降解速率也越快。
　　3、采用振荡平衡法和土柱淋溶法，研究了环丙酰草胺在6种不同土壤中的吸附与淋溶特性及其影响因素。结果表明，环丙酰草胺在6种不同土壤中的吸附特性能较好的用线性吸附方程描述。其在6种土壤中的吸附能力大小顺序为:江西红壤＞云南红壤＞太湖水稻土＞常熟乌杉土＞陕西潮土＞东北黑土。吸附常数Kd值在1.41～7.08L·kg-1之间，吸附性能较差。影响其吸附性能的主要因素为土壤pH，在偏酸性土壤中比在碱性土壤中较易吸附。环丙酰草胺在6种土壤中的淋溶性大小依次为:东北黑土＞陕西潮土＞常熟乌杉土＞太湖水稻土＞云南红壤＞江西红壤，影响其淋溶性的因素主要是土壤pH值，淋溶性随着pH值的升高而变强。
　　4、通过PRAESS平台扣SCI-GROW模型模拟了环丙酰草胺在地表水和地下水中的暴露浓度，并同其他类型农药进行了对比。结果显示，在池塘水体中这4种除草剂的年均暴露值分别为:环丙酰草胺0.477μg·L-1、甲磺隆4.29μg·L-1、草铵磷21.3μg·L-1、2甲4氯0.503μg·L-1、抗倒酯0.0156μg·L-1;相应的在河流水体中的年均暴露值分别为:0.023μg·L-1、0.0302μg·L-1、0.386μg·L-1、0.00405μg·L-1、0.00494μg·L-1。在地下水中的暴露浓度分别为:环丙酰草胺7.45×10-1、甲磺隆2.7010-2、草铵磷3.57、2甲4氯9.1710-2、抗倒酯7.6410-3。由结果可知，这5种农药在河流水体中的年均暴露值均较小，而在池塘中的暴露值相对较大，尤其是甲磺隆和草胺磷，其在池塘水体中的年均暴露值达到了4.29μg·L-1和21.3μg·L-1;草铵磷在使用后可能在地下水中的含量较高（3.57μg·L-1），其它农药在地下水中的暴露浓度均较低。通过PRAESS和SCI-GROW模型模拟以及和其他4种农药对比可知，环丙酰草胺在使用后对地表水和地下水中的暴露浓度均较小。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 农药在土壤中的移动性

1．1．1 农药在土壤中的吸附

1．2 农药在土壤中的淋溶

1．3 农药在环境中的降解

1．3．1 农药在土壤中的降解

1．3．2 农药在环境中的水解

1．3．3 农药在环境中的光解

1．4 农药的生态风险评价

1．4．1 有关农药生态风险评价的基本概念

1．4．2 农药生态风险评价程序

1．4．3 农药生态风险评价方法

1．5 本论文主要研究内容及意义

1．5．1 环丙酰草胺简介

1．5．2 研究目的及意义

第二章 土壤与水中环丙酰草胺的检测方法研究

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．1．3 液相色谱测定条件

2．2 结果与讨论

2．2．1 标准曲线及检出限

2．2．2 方法回收率和精密度

2．3 本章小结

第三章 环丙酰草胺在环境中的降解性研究

3．1 材料和方法

3．1．1 试验试剂

3．1．2 试验仪器

3．2 试验方法

3．2．1 环丙酰草胺水解试验

3．2．2 环丙酰草胺光解试验

3．2．3 环丙酰草胺在土壤中的降解试验

3．2．4 样品的提取与测定

3．2．5 结果计算

3．3 结果与分析

3．3．1 环丙酰草胺的水解特性

3．3．2 环丙酰草胺的光解特性

3．3．3 环丙酰草胺在土壤中的降解特性

3．4 环丙酰草胺在土壤和水中的降解产物研究

3．4．1 环丙酰草胺降解产物的鉴定

3．4．2 环丙酰草胺在环境中的降解结果

3．4．3 环丙酰草胺在土壤中代谢机制研究

3．5 本章小结

第四章 环丙酰草胺在土壤中的吸附和淋溶性研究

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．2 试验方法

4．2．1 环丙酰草胺在土壤中的吸附实验

4．2．2 环丙酰草胺在土壤中的淋溶实验

4．2．3 样品的提取和检测

4．2．4 数据处理

4．3 结果与讨论

4．3．1 环丙酰草胺在土壤中的吸附特性

4．3．2 环丙酰草胺在土壤中的淋溶特性

4．4 本章小结

第五章 环丙酰草胺的生态暴露预测

5．1 环丙酰草胺对地表水的影响

5．1．1 地表水模型的筛选

5．1．2 应用PRAESS模拟环丙酰草胺在地表水中的暴露浓度

5．2 环丙酰草胺在地下水中的暴露浓度

5．2．1 地下水模型的筛选

5．2．2 应用SCI-GROW模型预测环丙酰草胺在地下水中的暴露浓度

5．3 本章小结

第六章 全文总结与展望

6．1 主要结论

6．2 创新点

6．3 研究展望

参考文献

致谢