本文關(guān)鍵詞：土壤和沉積物—水系統(tǒng)中草甘膦和苯嗪草酮的遷移轉(zhuǎn)化

  更多相關(guān)文章： 農(nóng)藥 降解途徑 脂肪酸 氨基酸 生物殘留物

【摘要】：隨著世界范圍內(nèi)農(nóng)藥的廣泛使用,由農(nóng)藥引起的環(huán)境污染越來越受到人們的關(guān)注。土壤是農(nóng)藥的主要作用區(qū)間,而農(nóng)藥在土壤中的利用率只有30%左右,殘留在土壤中的農(nóng)藥可以通過徑流或淋洗進入到地表水和地下水中,因此農(nóng)藥的大量使用造成了土壤和水環(huán)境的污染。盡管許多研究報道了農(nóng)藥在土壤和水中的降解,但是農(nóng)藥在環(huán)境中尤其是沉積物-水系統(tǒng)中的詳細轉(zhuǎn)化過程仍然不清楚。因此本研究選取了世界上應(yīng)用廣泛的兩種農(nóng)藥-草甘膦和苯嗪草酮-作為目標(biāo)污染物,運用同位素示蹤法(13C和16N)和生物標(biāo)志物法(氨基酸和脂肪酸)詳細研究了它們在土壤和沉積物-水系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化,包括它們的礦化、降解動力學(xué)、降解途徑以及降解過程中不可萃取殘留物,特別是生物殘留物的形成。通過分析穩(wěn)定同位素13C和16N隨時間的分布,得到以下結(jié)論：(1)土壤中草甘膦礦化率達到了72.6%,半衰期(DT50)為3.4天,實驗結(jié)束時土壤中草甘膦被完全去除。而在沉積物-水系統(tǒng)中實驗結(jié)束時草甘膦礦化率為55.7%,DT60為15天,實驗結(jié)束時沉積物中檢測到4.9%初始應(yīng)用的草甘膦。而水系統(tǒng)中草甘膦礦化率僅為2.4%,且草甘膦最終去除率為9.9%。土壤中苯嗪草酮礦化率為59.7%,DT50為5.6天。而沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮礦化率為49.2%,DT60為13天。實驗結(jié)束時兩個系統(tǒng)中均沒有檢測到苯嗪草酮。在水系統(tǒng)中苯嗪草酮的礦化率僅為8.7%,實驗結(jié)束時苯嗪草酮去除率為12.7%。(2)胺甲基磷酸是草甘膦在土壤和沉積物-水系統(tǒng)中降解的主要中間產(chǎn)物。土壤中微生物通過胺甲基磷酸途徑降解草甘膦,且實驗20天后微生物開始降解胺甲基磷酸；而沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解初期與微生物生長相關(guān)的肌氨酸途徑發(fā)揮主要作用,降解后期胺甲基磷酸途徑起主導(dǎo)作用,實驗過程中胺甲基磷酸并沒有發(fā)生降解。土壤和沉積物-水系統(tǒng)中微生物通過不同途徑降解苯嗪草酮。在土壤中檢測到三種降解產(chǎn)物,分子式分別為C10H9N3O,C10H8N4O5和C4H6N4O;而在沉積物-水系統(tǒng)中只檢測到兩種降解產(chǎn)物,分子式為C10H9N3O和C13H14N4O。(3)土壤和沉積物-水系統(tǒng)中13C在脂肪酸中隨時間變化說明了土壤和沉積物中微生物群落在草甘膦和苯嗪草酮降解過程中均發(fā)生了變化。草甘膦在土壤的降解實驗中微生物總氨基酸中最終富集了9.89%初始應(yīng)用的13C和24.38%初始應(yīng)用的16N；而在沉積物-水系統(tǒng)中該數(shù)值分別為10.06%和12.17%。苯嗪草酮在土壤的降解實驗中微生物總氨基酸中最終富集了14.85%初始應(yīng)用的13C；而在沉積物-水中該數(shù)值為11.88%。微生物組分(氨基酸等)在細胞死后轉(zhuǎn)變成了生物殘留物。土壤中草甘膦和苯嗪草酮降解過程中生物殘留物占不可萃取殘留物的比值分別為89.5%和98.3%；而在沉積物-水系統(tǒng)中該比值分別為89.4%和58.5%。該結(jié)果揭示了生物殘留物是草甘膦和苯嗪草酮降解過程中不可萃取殘留物的重要組成部分。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)藥 降解途徑 脂肪酸 氨基酸 生物殘留物
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X592
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 引言11-25
• 1.1 草甘膦的來源及其危害12-13
• 1.2 草甘膦的研究進展13-16
• 1.2.1 土壤中草甘膦的吸附13-14
• 1.2.2 土壤中草甘膦的降解14-15
• 1.2.3 土壤中草甘膦的遷移15-16
• 1.3 苯嗪草酮的來源及危害16-17
• 1.4 苯嗪草酮的研究進展17-20
• 1.4.1 土壤中苯嗪草酮的吸附17-18
• 1.4.2 土壤中苯嗪草酮的降解18-19
• 1.4.3 土壤中苯嗪草酮的遷移19-20
• 1.5 磷脂脂肪酸和氨基酸20-21
• 1.6 不可萃取殘留物21-23
• 1.7 本論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點23-25
• 1.7.1 主要研究內(nèi)容23-24
• 1.7.2 創(chuàng)新點24-25
• 第2章 實驗部分25-35
• 2.1 化學(xué)試劑25-26
• 2.2 土壤、沉積物和水26
• 2.3 實驗方法26-29
• 2.3.1 土壤中目標(biāo)農(nóng)藥的降解實驗26-27
• 2.3.2 沉積物-水系統(tǒng)中目標(biāo)農(nóng)藥的降解實驗27-29
• 2.4 化學(xué)分析29-33
• 2.4.1 CO_2的測量29
• 2.4.2 草甘膦和苯嗪草酮29-30
• 2.4.3 不可萃取殘留物30
• 2.4.4 脂肪酸30-31
• 2.4.5 氨基酸31-33
• 2.5 數(shù)據(jù)分析33-35
• 第3章 土壤中草甘膦的遷移轉(zhuǎn)化35-54
• 3.1 土壤中草甘膦的礦化35-36
• 3.2 土壤中草甘膦的降解動力學(xué)36-38
• 3.3 土壤中草甘膦降解過程中~(13)C在脂肪酸中的富集38-44
• 3.4 土壤中草甘膦降解過程中~(13)C和~(15)N在氨基酸中的富集44-49
• 3.5 土壤中草甘膦降解過程中~(13)C和~(15)N的質(zhì)量平衡49-52
• 3.6 小結(jié)52-54
• 第4章 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦的遷移轉(zhuǎn)化54-74
• 4.1 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦的礦化54-56
• 4.2 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦的降解動力學(xué)56-59
• 4.3 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解過程中~(13)C在脂肪酸中的富集59-64
• 4.4 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解過程中~(13)C和~(15)N在氨基酸中的富集64-70
• 4.5 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解過程中~(13)C和~(15)N的質(zhì)量平衡70-72
• 4.6 小結(jié)72-73
• 4.7 草甘膦在土壤和沉積物-水系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的對比73-74
• 第6章 土壤中苯嗪草酮的遷移轉(zhuǎn)化74-91
• 5.1 土壤中苯嗪草酮的礦化74-75
• 5.2 土壤中苯嗪草酮的降解動力學(xué)75-79
• 5.3 土壤中苯嗪草酮降解過程中~(13)C在脂肪酸中的富集79-84
• 5.4 土壤中苯嗪草酮降解過程中~(13)C在氨基酸中的富集84-87
• 5.5 土壤中苯嗪草酮降解過程中~(13)C的質(zhì)量平衡87-90
• 5.6 小結(jié)90-91
• 第6章 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮的遷移轉(zhuǎn)化91-109
• 6.1 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮的礦化91-93
• 6.2 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮的降解動力學(xué)93-96
• 6.3 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮降解過程中~(13)C在脂肪酸中的富集96-101
• 6.4 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮降解過程中~(13)C在氨基酸中的富集101-104
• 6.5 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮降解過程中~(13)C的質(zhì)量平衡104-107
• 6.6 小結(jié)107
• 6.7 苯嗪草酮在土壤和沉積物-水系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的對比107-109
• 第7章 結(jié)論與建議109-111
• 致謝111-113
• 參考文獻113-124
• 附錄124-125

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張康;程桂紅;李龍;;苯嗪草酮單次給藥在大鼠體內(nèi)的毒代動力學(xué)規(guī)律及其組織分布[J];環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué);2013年02期

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本文編號：581062