农田系统中除草剂阿特拉津的环境行为和生态修复研究进展.docx
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1、本文档下载自文库下载网,内容可能不完整,您可以点击以下网址继续阅读或下载:农田系统中除草剂阿特拉津的环境行为和生态修复研究进展农药 药理 阿特拉津天津农业科学植物保护,():农田系统中除草剂阿特拉津的环境行为和生态修复研究进展薛晓博,周岩梅,许兆义(北京交通大学市政环境系,北京)对阿特拉津在农田土壤中的行为进行了分析,着重评述了阿特拉津的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解、摘要:生态毒理、生物修复,最后提出微生物降解法修复阿特拉津污染农田具有广阔的研究前景。关键词:阿特拉津;土壤;环境行为;生态修复中图分类号:文献标识码:文章编号:(),(,):,:;农药包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生
2、长调节剂。在现代农业中,农药在防治农作物的病虫草害和保证高产方面起着极为重要的作用。在农业中使用农药有着巨大的经济效益,并可降低单位产品消耗的社会劳动,特别是除草剂的使用,极大地降低了劳动强度,直接或间接地提高了农业的生产水平。但是由于农药具有难降解和水溶性强的特点,在食品和饮用水中不断检测到农药的残留。据统计,我国现有耕地受污染面积已达水中溶解度为。在微酸和微碱介质中稳定,但在高温下,碱和无机盐可将其水解为除草活性的羟基衍生物。阿特拉津在农田系统中的应用除草剂阿特拉津()又名莠去津,化学名为氯乙氨基异丙氨基,三嗪,系均三氮苯类农药。阿特拉津是选择性内传导型除草剂,适用于玉米、甘蔗、高梁、茶园
3、和果园等,可防除年生禾本科杂草和阔叶杂草,对某些多年生杂草也有一定的抑制作用。阿特拉津是在,其中受农药残留和过量施肥污染面积为。这种以牺牲环境为代价的农业生产越来越受到生态和环境科学工作者的关注,对农药的环境行为和生态修复问题进行研究已迫在眉睫。阿特拉津简介阿特拉津的物理化学性质常温下,阿特拉津的纯品是无色、无臭晶体,熔点,在时,蒸气压为,年由瑞士化学公司开发,年我国从申请专利,年在美国注册商业生产。世纪年代开始使用,近年来使用面积不断扩大,年阿特拉津全年的使用量为,年为,年为,年为,每年用量平均以的速度递增。阿特拉津在土壤中的环境行为阿特拉津使用的主要环境问题是在土壤中长收稿日期:;修订日期
4、:基金项目:国家自然科学基金()作者简介:薛晓博(),女,山西大同人,在读硕士生,主要从事环境化学研究工作第期薛晓博等:农田系统中除草剂阿特拉津的环境行为和生态修复研究进展?期残留,容易对后茬敏感的作物(如小麦、大豆、水稻等)产生药害。土壤中残留的阿特拉津还具有淋溶性,易被雨水、灌溉水淋溶至较深土层,对地下水造成污染,。因此,研究阿特拉津的迁移、转化以与在土壤中的持留等行为具有重要的环境意义。阿特拉津在环境中的迁移阿特拉津在环境中迁移途径主要有以下几方面,一是受降雨和灌溉等因素影响发生物理性迁移,通过地表径流使之进入河流和地下水,而河流在陆地和海洋与湖泊之间可以构成一个运输线,将陆地生态系统中
5、的阿特拉津运输至海洋和湖泊,直接威胁海洋和湖泊生态系统的安全;同时对人类赖以生存的饮用水安全构成直接威胁,有关这方面的研究报告较多。二是通过浮尘和地表挥发进入大气,也可通过植物的蒸腾作用进入大气,但有关报道较少。许多研究表明,有相当部分农药残留物在植物体内形成结合残留。用这些植物喂养动物后,有部分残留物通过粪便迅速排出体外,然后又以有机肥的形式进入土壤中被植物摄取,如此循环往复。农田系统中阿特拉津的吸附和解吸阿特拉津进入土壤后出现的吸附过程直接影响其在吸附态和溶解态之间的分配。土壤中阿特拉津的吸附与解吸行为是支配其生物有效性和持久性的重要因素之一。在大多数情况下,土壤的有机质、无机组分都能吸附
6、除草剂。两者对除草剂吸附的相对重要性取决于这些组分的含量、分布和性质以与除草剂本身的化学性质等。吸附机制有种:()物理吸附:在阿特拉津的中性分子与土壤胶体离子表面的活性中心之间生成氢键,这一过程是在值为中性的系统中,发生在那些酸性和碱性微弱的土壤胶体表面;()阳离子吸附:这种吸附是由于土壤有机电解质、黏土矿物等胶体表面上与可交换的相应的阳离子进行离子交换的结果。这种离子交换吸附随值的降低而加强,但在酸性过强时,水合氢离子开始争夺吸附中心而将阿特拉津排挤到土壤溶液中去;()阿特拉津分子与氢离子在土壤胶体胶束表面形成表面络合物,这一过程发生在土壤具有高交换酸度时。另外,影响吸附的因素还有土壤酸度、
7、温度、湿度和土壤溶液的组成。阿特拉津吸附时的失活现象已被许多菜园和大田研究工作所证实。当土壤值接近阿特拉津的电解常数时,失活的程度最大。但在自然条件下,很少能观察到类似的现象。已经确认在阿特拉津与腐殖酸结合的过程中,脂肪烃链中羧基以与苯酚残基中羟基起着基本的作用。在施用无机肥料或减少土壤湿度后,阿特拉津能被土壤更强的结合,因为随着土壤溶液离子强度的升高,阿特拉津的溶解度降低而被土壤胶体的吸附则增强。农田系统中阿特拉津的转化和降解阿特拉津的结构比较稳定,降解速度缓慢,其在土壤中的残留半衰期为。阿特拉津在环境中分布广泛,目前,世界上许多国家和地区的地表水或地下水中已检测出阿特拉津与其降解产物。阿特
8、拉津在土壤中转化有化学作用,也有生物作用。实验表明,在弱碱土壤中阿特拉津主要以生物转化方式为主;在强酸性土壤中,主要以化学降解为主;在弱酸性土壤中,同时存在生物降解和化学降解,土壤中阿特拉津转化降解的最终产物为二氧化碳和氮氧化物。土壤中阿特拉津的化学降解主要包括水解反应、光解反应、氧化还原反应。资料表明,水解反应对阿特拉津的降解起着重要作用。和等提出,阿特拉津的吸附催化水解模式主要有两种类型:一种是土壤中酸性或碱催化的反应;另一种是由于土壤腐殖质和黏土矿物的吸附催化而发生的反应。土壤值对阿特拉津在土壤中的水解过程有着强烈的影响,在酸性条件下阿特拉津的降解比在中性条件下快,已有研究得出,在抑制土
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