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        內蒙古玉嘧磺胺五種磺酰脲類除草劑在土壤中的環境行為:

        2019-12-06

        內蒙古玉嘧磺胺磺酰脲類除草劑是一類廣泛應用于各種作物雜草控制的新型超高效除草劑。土壤中微量的磺酰脲類除草劑殘留就可對當茬及后茬作物造成藥害,且對環境帶來的污染和生態毒性也十分嚴重。因此,對磺酰脲類除草劑在土壤中環境行為進行研究具有重要意義。本文以常用的甲磺隆、芐嘧磺隆以及近年來開發的新品種-單嘧磺隆、煙嘧磺隆、氯嘧磺隆為對象,較為系統地研究它們在土壤中的環境行為,旨在為該類除草劑的合理使用及生態修復提供理論基礎。主要研究結果如下: 1、5種磺酰脲類除草劑在8種土壤中的吸附-解吸特性 采用了平衡振蕩法和液相色譜檢測技術研究了5種磺酰脲類除草劑在8種土壤中的吸附-解吸特性。內蒙古嘧啶結果表明,5種除草劑在土壤中具有較低的吸附容量,其吸附主要以物理吸附為主,且存在不可逆吸附過程。5種磺酰脲類除草劑在土壤中的吸附-解吸等溫線為非線性,符合Frendlich模型。同時,供試的8種土壤對5種除草劑的吸附容量存在差異,其中在紅壤土和黑土中具有較高的吸附性,而砂壤土的吸附能力最差。進一步分析顯示,除草劑在土壤中吸附容量大小與土壤理化性質密切相關,吸附常數和解吸常數均與土壤有機質含量、粘粒含量呈正相關,與土壤pH值呈負相關。5種磺酰脲類除草劑在土壤中的解吸通常存在滯后現象,滯后現象產生的程度與土壤有機質含量、粘粒含量呈正相關性。且與溶液中除草劑的濃度有一定相關性。 此外,通過對除草劑在土壤中有機碳吸附常數進行計算發現,內蒙古玉嘧磺胺5種磺酰脲類除草劑在供試土壤中多具有中等或較高的移動性能。因此,磺酰脲類除草劑的使用對地下水和地表水等生態環境及食品安全存在一定的風險。 2、5種磺酰脲類除草劑在吸附劑中的吸附特性 采用平衡振蕩法和液相色譜檢測技術研究了5種磺酰脲類除草劑在4種典型吸附劑中的吸附特性。結果表明,胡敏酸(HA)、蒙脫石、高嶺土和硅藻土對磺酰脲類除草劑具有很強的吸附能力,其吸附等溫線為非線性,符合Frendlich模型。5種除草劑在4種吸附劑中的吸附常數1/n_(ads)均小于1,其吸附等溫線屬于L型,表明5種磺酰脲類除草劑在較低濃度下與吸附劑有較強的親合力,且隨著濃度的增加,親合力下降。HA、蒙脫石、高嶺土和硅藻土對供試除草劑的吸附容量存在一定差異,其中對甲磺隆的吸附能力最弱,對芐嘧磺隆的吸附能力最強。 3、施肥措施對5種磺酰脲類除草劑在土壤中吸附的影響 采用混合土壤法研究了施肥措施對磺酰脲類除草劑在土壤中的遷移行為的影響。結果表明,5種除草劑在土壤+堆肥、土壤+污泥、土壤+草木灰三種處理的吸附過程符合Freundlich模型,吸附等溫線屬于L型。隨著除草劑濃度的增加,除草劑與土壤混合物的親合力減弱。其中,堆肥和污泥的添加能夠有效提高5種磺酰脲類除草劑在土壤中的吸附容量,且添加量與吸附系數呈正相關;而草木灰的添加減弱了土壤對除草劑的吸附,其添加量與吸附系數呈負相關。由于具有較高有機質含量,所以堆肥和污泥處理能明顯地提高土壤對供試除草劑的吸附能力。進一步分析表明,堆肥、污泥和草木灰對磺酰脲類除草劑在土壤中的分配系數和偏摩爾自由能有一定影響,但無規律性。 4、模擬酸雨對5種磺酰脲類除草劑在土壤中的淋溶的影響 采用土壤柱淋洗法研究了模擬酸雨對5種磺酰脲類除草劑在3種土壤中淋溶的影響。結果表明,內蒙古氨基嘧啶供試的5種磺酰脲類除草劑在土壤中具有較強的淋溶能力,有機質、粘粒含量高的土壤對除草劑的滯留能力強于低含量的土壤,除草劑在土壤中淋溶能力與土壤有機質含量、粘粒含量呈正相關。酸雨的pH值和降雨量對磺酰脲類除草劑在土壤中的淋溶具有重要影響。pH值越高的模擬酸雨越有利于磺酰脲類除草劑在土壤中的淋溶;降雨量越大,淋溶性越強。此外還發現磺酰脲類除草劑在土壤中的淋溶性差異與除草劑的溶解度密切相關,溶解度較大的除草劑具有較強的滯留性,其遷移能力相對較弱。 5、5種磺酰脲類除草劑的水解 采用避光恒溫法,研究了不同pH值和溫度環境對5種磺酰脲類除草劑水解特性的影響。結果表明,供試的5種磺酰脲類除草劑的水解過程存在差異,水解過程與除草劑化合物結構相關;供試的5種磺酰脲類除草劑的水解受溫度和pH值影響,其中pH值的影響尤其明顯。雖然脲橋產生反應是水解的一種重要方式,但是酸性和堿性環境下,供試的5種磺酰脲類除草劑的水解途徑存在差異,其中在酸性環境下脲橋發生斷裂,內蒙古玉嘧磺胺而在堿性環境下脲橋發生重排或縮合反應。此外,磺酰脲類除草劑水解速率與化合物結構密切相關。

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