農(nóng)藥代謝物的釋放、遷移、累積等環(huán)境行為研究已逐漸引起人們廣泛的關(guān)注,這是因?yàn)樵诙ǔ潭壬限r(nóng)藥代謝物影響甚至決定著母體農(nóng)藥對(duì)環(huán)境及非靶標(biāo)生物的安全性。3,5,6-TCP是毒死蜱農(nóng)藥的主要代謝物,其物理化學(xué)性質(zhì)與母體農(nóng)藥有所不同。3,5,6-TCP易溶丁水,不易被土體吸附,因而具有較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。毒死蜱作為替代甲胺磷等劇毒農(nóng)藥的品種,目前在我國得到大規(guī)模使用和生產(chǎn)。在此背景下,積極開展3,5,6-TCP在土壤中的環(huán)境行為的研究對(duì)今后毒死蜱的合理使用及風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避具有十分重要的意義。本文選取了多種代表性土壤,開展了3,5,6-TCP檢測(cè)方法建立、吸附-解吸、降解-轉(zhuǎn)化和淋溶-遷移等的研究,并分析了環(huán)境因素影響3,5,6-TCP環(huán)境行為的可能機(jī)理。主要取得如下結(jié)果： 1.建立了一種分析土壤、植物和水體中毒死蜱及3,5,6-TCP含量的高效液相色譜檢測(cè)法。該方法具有快捷、穩(wěn)定、靈敏和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。其中毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與色譜峰面積之間的回歸方程為：Y=249475x4608.2,r2=0.99913,儀器檢測(cè)限為0.003μg·mL-1,方法定量限0.03μg·g-1；3,5,6-TCP標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與色譜峰面積之間的回歸方程為Y=356093x-2215.9,r2=0.99995,儀器檢測(cè)限為0.0001μg·mL-1,方法定量限0.0005μg.g-1。各濃度水平下,毒死蜱及3,5,6-TCP的在土壤、植物和水體基質(zhì)中添加的平均回收率范圍為64.3-90.0%和54.2-78.1%,標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。 2.研究了3,5,6-TCP在6種代表性土壤上的吸附解吸行為。結(jié)果表明：(1)3,5,6-TCP在土壤上的吸附與土壤有機(jī)質(zhì)和pH值相關(guān),擬合方程為：Kd=1.67+0.094(%OC)-0.14(pH)(R2=0.894)；(2)不同土壤吸附3,5,6-TCP的Kd值分別為：紅壤1.30mL.g-1黑土1.26mL.g-1石灰?guī)r土0.96mL.g-1褐土0.72mL·g-1潮土0.68mL·g-1紫色十0.50mL.g-1。3,5,6-TCP在石灰?guī)r十、褐土、潮土和紫色土4種土壤上的吸附均小于1mL-g-1,具有較強(qiáng)的淋溶遷移風(fēng)險(xiǎn)；(3)6種十壤中3,5,6-TCP的解吸過程表現(xiàn)出滯后效應(yīng),解吸速率大于吸附速率。 3.研究了3,5,6-TCP在高嶺石和蒙脫石上的吸附-解吸行為,并對(duì)影響因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：(1)3,5,6-TCP在高嶺石和蒙脫石上的吸附均為線性和不可逆吸附,無滯后效應(yīng),吸附系數(shù)Kdabs值分別為1.169和1.237mL.g-1,解吸系數(shù)Kddes值分別為3.912和4.883mL·g-1。3,5,6-TCP在蒙脫石和高嶺石上的吸附-解吸行為較為相似；(2)pH明顯影響3,5,6-TCP在高嶺石和蒙脫石上的吸附-解吸行為。當(dāng)環(huán)境中pH分別為4.5和6.0時(shí),高嶺石和蒙脫石對(duì)3,5,6-TCP的吸附量均最大；(3)添加有機(jī)質(zhì)明顯促進(jìn)高嶺石和蒙脫石對(duì)3,5,6-TCP的吸附。當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量低于1%時(shí),高嶺石和蒙脫石對(duì)吸附作用貢獻(xiàn)較大；當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量大于2%時(shí),有機(jī)質(zhì)能夠明顯促進(jìn)高嶺石和蒙脫石對(duì)3,5,6-TCP的吸附。隨著有機(jī)質(zhì)含量的增加,Kd值成倍數(shù)遞增。(4)離子強(qiáng)度對(duì)3,5,6-TCP在高嶺石和蒙脫石上的吸附-解吸行為的影響不顯著。 4.比較了3,5,6-TCP與母體毒死蜱的在土壤、植物和水體中的降解轉(zhuǎn)化,分析了3,5,6-TCP在環(huán)境中的釋放、累積和降解過程。結(jié)果表明：(1)25℃時(shí),紅壤、黑土、石灰?guī)r土、潮土和紫色十中毒死蜱的半衰期為11.8-31.2d,3,5,6-TCP在該五種十壤上的半衰期為24.0～69.1d。毒死蜱在水體中半衰期為0.07-4.8d,3,5,6-TCP在水體中的半衰期為29.7-57.7d；(2)在推薦劑量下,母體農(nóng)藥毒死蜱噴施植物的第4-14d,植物體內(nèi)3,5,6-TCP開始出現(xiàn)并達(dá)到峰值,累積殘留量達(dá)到0.33μg-g-1,而土壤中3,5,6-TCP峰值出現(xiàn)在第14d為0.21μg·g-1。(3)五種土壤中3,5,6-TCP峰值與毒死蜱在十壤中的半衰期有關(guān),第11.8-31.2d土壤中3,5,6-TCP含量達(dá)到峰值,平均累積量為0.63-1.21μg·g-1。第0.07-4.8d,水體中3,5,6-TCP含量達(dá)到峰值,累積濃度為0.17-0.36μg·mL-1。 5.研究了3,5,6-TCP與母體毒死蜱在土壤中的淋溶行為。結(jié)果表明：(1)毒死蜱均能被五種土壤截留68.9%-89.6%,淋溶液中未能檢測(cè)出毒死蜱。3,5,6-TCP均能在五種十壤上發(fā)生27cm柱長(zhǎng)的遷移,被土壤截留10.3%-34.4%；(2)3,5,6-TCP在五種土壤上淋溶阻滯指數(shù)R值分別為：黑十(4.31)紅壤(4.24)石灰?guī)r土(3.95)潮土(3.28)紫色土(2.36),與穿透曲線特征相符。遷移指數(shù)(GUS)均大于2.8,3,5,6-TCP在五種土壤上均表現(xiàn)出強(qiáng)遷移特征。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：X592
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 毒死蜱農(nóng)藥在國內(nèi)市場(chǎng)需求
        1.1.2 毒死蜱農(nóng)藥的環(huán)境安全評(píng)價(jià)
        1.1.3 3,5,6-TCP的環(huán)境釋放估算
        1.1.4 3,5,6-TCP的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 有機(jī)污染物在土壤中的吸附解吸
        1.2.2 有機(jī)污染物在土壤中的淋溶遷移
        1.2.3 有機(jī)污染物在土壤中的降解轉(zhuǎn)化
    1.3 研究目標(biāo)與技術(shù)路線
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
        1.3.3 研究意義
        1.3.4 技術(shù)路線
第二章 毒死蜱及3,5,6-TCP檢測(cè)方法的建立與確證
    2.1 材料與方法
        2.1.1 供試材料
    2.2 試驗(yàn)方法
        2.2.1 土壤樣品前處理
        2.2.2 水體樣品前處理
        2.2.3 植物樣品前處理
        2.2.4 色譜方法
    2.3 結(jié)果與討淪
        2.3.1 土壤前處理方法的建立與優(yōu)化
        2.3.2 水樣前處理方法的建立與優(yōu)化
        2.3.3 植物樣前處理方法的建立與優(yōu)化
        2.3.4 色譜條件優(yōu)化
        2.3.5 基質(zhì)凈化評(píng)價(jià)
    2.4 方法的確證及其評(píng)價(jià)
        2.4.1 方法的檢測(cè)限
        2.4.2 方法的準(zhǔn)確度
    2.5 小結(jié)
第三章 3,5,6-TCP在土壤中的吸附-解吸行為
    3.1 材料與方法
        3.1.1 供試土壤
        3.1.2 試驗(yàn)方法
        3.1.3 數(shù)據(jù)處理
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 3,5,6-TCP在土壤中的吸附動(dòng)力學(xué)
        3.2.2 3,5,6-TCP在土壤中的解吸動(dòng)力學(xué)
        3.2.3 3,5,6-TCP在土壤中的等溫吸附
        3.2.4 3,5,6-TCP在土壤中的等溫解吸
    3.3 討論
        3.3.1 3,5,6-TCP在6種土壤上的吸附-解吸特征
        3.3.2 3,5,6-TCP在土壤中吸附-解吸的影響因素
    3.4 小結(jié)
第四章 3,5,6-TCP在粘土礦物中的吸附-解行為及影響因素
    4.1 材料與方法
        4.1.1 供試粘土礦物
        4.1.2 試驗(yàn)方法
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 3,5,6-TCP在粘土礦物中的等溫吸附
        4.2.2 3,5,6-TCP在粘土礦物中的等溫解吸
        4.2.3 3,5,6-TCP在不同pH值蒙脫石中的等溫吸附
        4.2.4 3,5,6-TCP在不同pH值高嶺石中的等溫吸附
        4.2.5 3,5,6-TCP在不同pH值蒙脫石中的等溫解吸
        4.2.6 3,5,6-TCP在不同pH值高嶺石中的等溫解吸
        4.2.7 3,5,6-TCP在添加腐殖酸高嶺石中的等溫吸附
        4.2.8 3,5,6-TCP在添加腐殖酸高嶺石中的等溫解吸
        4.2.9 3,5,6-TCP在不同離子強(qiáng)度高嶺石中的等溫吸附
        4.2.10 3,5,6-TCP在不同離子強(qiáng)度高嶺石中的等溫解吸
    4.4 結(jié)果討論
        4.4.1 3,5,6-TCP在兩類粘土礦物中的吸附-解吸特征
        4.4.2 pH值對(duì)3,5,6-TCP在粘土礦物中吸附-解吸的影響
        4.4.3 腐殖酸含量對(duì)3,5,6-TCP在粘土礦物中吸附-解吸的影響
        4.4.4 離子強(qiáng)度對(duì)3,5,6-TCP在粘土礦物中吸附-解吸的影響
    4.5 小結(jié)
第五章 3,5,6-TCP在土壤-植物-水體中的釋放、累積與降解
    5.1 材料與方法
        5.1.1 盆栽試驗(yàn)
        5.1.2 土壤降解試驗(yàn)
        5.1.3 水解試驗(yàn)
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 毒死蜱及3,5,6-TCP在盆栽土壤-植物中的殘留
        5.2.2 毒死蜱及3,5,6-TCP在室內(nèi)培養(yǎng)土壤中的降解代謝
        5.2.3 毒死蜱及3,5,6-TCP在室內(nèi)培養(yǎng)水體中的降解代謝
    5.3 討論
        5.3.1 環(huán)境中3,5,6-TCP的生成途徑
        5.3.2 環(huán)境中3,5,6-TCP的量變動(dòng)態(tài)
        5.3.3 環(huán)境中3,5,6-TCP的降解代謝
    5.4 小結(jié)
第六章 3,5,6-TCP及毒死蜱在土柱中的淋溶與遷移
    6.1 材料與方法
        6.1.1 供試土壤理化性狀
        6.1.2 試驗(yàn)方法
    6.2 結(jié)果與分析
        6.2.1 毒死蜱在飽和含水量長(zhǎng)土柱的遷移特征
        6.2.2 3,5,6-TCP在飽和含水量長(zhǎng)土柱的遷移特征
        6.2.3 3,5,6-TCP在飽和含水量長(zhǎng)土柱上的穿透曲線
        6.2.4 不同濃度3,5,6-TCP在飽和含水量小柱上的穿透曲線
        6.2.5 不同濃度3,5,6-TCP在飽和含水量小柱上的遷移特征
    6.3 討論
        6.3.1 毒死蜱在五種土壤中的淋溶風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
        6.3.2 3,5,6-TCP在五種土壤中的淋溶風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
        6.3.3 毒死蜱及3,5,6-TCP在土壤中淋溶遷移的可能作用機(jī)理
    6.4 小結(jié)
第七章 全文結(jié)論
    7.1 全文結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷

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本文編號(hào)：2834861