擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在土壤環(huán)境中光降解及遷移轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥因其高效、低毒、殺蟲譜廣及易降解等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林綠化、家庭衛(wèi)生等領(lǐng)域，導(dǎo)致其在土壤、水體、沉積物、大氣、生物體等各種環(huán)境介質(zhì)中均有殘留，人類母乳和尿液中亦檢測到其代謝產(chǎn)物。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的降解主要分為生物降解和非生物降解。其中光化學(xué)降解又是其在環(huán)境中直接高效的非生物降解方式。本文利用自行研制的紫外光降解儀與小生態(tài)系統(tǒng)模擬箱，研究了不同因素對聯(lián)苯菊酯在土壤表面的紫外光降解規(guī)律的影響以及聯(lián)苯菊酯、功夫菊酯、氯氰菊酯

2、和高校氯氰菊酯在植株-沙子/土壤-下滲水間的遷移降解規(guī)律，以期對擬除蟲菊酯農(nóng)藥安全使用及環(huán)境風(fēng)險評價提供數(shù)據(jù)支撐。主要結(jié)論如下：
　　1、土壤中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥前處理方法的建立。主要探討了四種因素：旋蒸溫度（30℃，40℃，50℃），提取劑比例（正己烷：丙酮=1:1，3:1，9:1），洗脫劑比例（正己烷：丙酮=1:1，3:1，9:1），超聲次數(shù)（一次，兩次，三次；每次超聲10min）。通過加標(biāo)回收率檢測及重復(fù)性驗證確定了土壤中擬除

3、蟲菊酯類農(nóng)藥的前處理方法：旋蒸溫度為40℃，提取劑和洗脫劑比例為正己烷：丙酮=3:1，超聲次數(shù)為三次，每次超聲10min。
　　2、紫外光降解儀的發(fā)明設(shè)計（授權(quán)專利號CN201510836244.8）。由于市場上銷售的紫外光降解儀不能滿足本實驗批處理條件且價格昂貴，并且現(xiàn)有公開專利201220594735.8和201420156084.3均無法控制樣品與光源的距離，紫外燈功率較大，無法模擬自然光照條件下的紫外光強度，且實驗設(shè)備外形

4、為長方形，占用實驗室空間大，放置樣品的空間較小，不能同時進行多組對照實驗，實際應(yīng)用意義不大。因此本實驗室自行設(shè)計并聯(lián)合相關(guān)企業(yè)制造了一款紫外光降解儀，成本是市面上同等功能的30%，可以實現(xiàn)大批量多因素控制實驗，且紫外燈管設(shè)計在中心位置，可使批處理樣品均勻接收紫外光輻射，光照輻射強度可控。
　　3、小生態(tài)培養(yǎng)箱的發(fā)明設(shè)計（授權(quán)專利號CN201510753751.5）。市售生態(tài)模擬箱操作空間小，價格昂貴，且無法完成化學(xué)物質(zhì)在植株-土壤

5、-下濾水界面間的遷移轉(zhuǎn)化模擬，公開授權(quán)的生化培養(yǎng)箱CN2015203418993、CN201510092127.5、CN2014206972924、CN201520089789.2，取樣時亦需打開模擬箱門，整個系統(tǒng)就成為開放模式。因此本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，自行設(shè)計了一款生態(tài)系統(tǒng)模擬裝置，可以完成模擬降雨、日光照射，整個系統(tǒng)可封閉亦可開放，并聯(lián)合相關(guān)企業(yè)制造了該儀器，成本是市面上同等功能的40%，有利于生態(tài)模擬箱的推廣使用。

6、r>　　4、聯(lián)苯菊酯在土壤表面的紫外光降解研究。聯(lián)苯菊酯的光降解符合準(zhǔn)一級動力學(xué)方程，且土壤粒徑越大、距離光源越近降解率越高；含水率增加，聯(lián)苯菊酯光降解率有下降趨勢；聯(lián)苯菊酯更易在強酸和強堿介質(zhì)中降解；聯(lián)苯菊酯初始添加濃度增高，降解量增大，但降解率降低；土壤中添加腐殖酸對聯(lián)苯菊酯光降解起抑制作用，腐植酸質(zhì)量分數(shù)低于1.5%時，聯(lián)苯菊酯降解率隨著腐植酸質(zhì)量分數(shù)增大而增大，腐植酸質(zhì)量分數(shù)高于1.5%時，聯(lián)苯菊酯降解率隨著腐植酸濃度增大而減小

7、。
　　5、聯(lián)苯菊酯、功夫菊酯、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯四種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在植株-沙子/土壤-下濾水間的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究。在沙子實驗中，四種農(nóng)藥變化趨勢與其分子極性成正相關(guān)關(guān)系，即功夫菊酯＞高效氯氰菊酯＞聯(lián)苯菊酯＞氯氰菊酯，而在土壤實驗中由于土壤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物活動旺盛，加上有機質(zhì)和礦物質(zhì)含量豐富，與農(nóng)藥的作用方式復(fù)雜，跟沙子實驗相比，變化趨勢存在差異，即氯氰菊酯＞高效氯氰菊酯＞功夫菊酯＞聯(lián)苯菊酯；沙子/土壤實驗3cm處四種農(nóng)藥在降

8、水的沖刷下表現(xiàn)為先升高后下降，主要原因是由于小白菜生長富集作用與人工降水淋濾作用。兩組實驗中沙子與土壤深度11cm處聯(lián)苯菊酯農(nóng)藥逐漸升高后趨于平穩(wěn)，最高濃度未超過0.05mg/kg，其余三種未檢出。
　　小白菜可食部分農(nóng)藥殘留較少，從沙子/土壤中吸收了約0.29%和0.18%，沙子實驗小白菜地上可食部分中聯(lián)苯菊酯和高效氯氰菊酯平均濃度為32.4μg/kg和25.6μg/kg；根部聯(lián)苯菊酯和高效氯氰菊酯濃度為4.31mg/kg和4.

9、58mg/kg，根部吸收量是地上可食部分的133倍和179倍；土壤實驗小白菜地上可食部分中聯(lián)苯菊酯和高效氯氰菊酯的平均濃度為17.9μg/kg和18.2μg/kg；根部聯(lián)苯菊酯和高效氯氰菊酯濃度分別為2.43mg/kg和1.97mg/kg，根部吸收量是地上可食部分的135倍和108倍。因此由國家殘留限量標(biāo)準(zhǔn)GB-2763-2014（葉菜類：聯(lián)苯菊酯，0.5mg/kg；功夫菊酯，0.5mg/kg；氯氰菊酯，2mg/kg；高效氯氰菊酯，2m