（农药学专业论文）氟虫腈在土壤中的吸附、淋溶以及降解特性研究.pdf

中文摘要 氟虫腈( ( r s ) - 5 一氨基一l - ( 2 ，6 一二氯- 4 * 三氟甲基苯基) - 4 一三氟甲基亚磺酰基3 一腈基毗唑) ， 商品名锐劲特，是安万特公司开发的苯基吡唑类新型杀虫剂，具有高效、广谱、长效、低毒等优 良特性，应用前景广阔：但氟虫腈对一些环境生物( 蜜蜂、虾蟹类等) 毒性很高。本文初步研究 了氟虫腈在四种土壤中的吸附、脱附行为，在嘉兴水稻土和江西红壤中的淋溶，以及在嘉兴水稻 土中的降解情况可为评价氟虫腈对地下水甚至对非靶标生物的潜在威胁提供了理论依据，为氟 虫腈的使用提供指导。 利用批量平衡法初步研究了氟虫腈在四种土壤中的吸附、解吸附动力学以及吸附、解吸附等 温曲线。结果表明氟虫腈在四种土壤中的吸附能力顺序依次为：嘉兴水稻土 东北黑_ 十 北京棕 壤 江西红壤，解吸附能力恰好相反，依次为：嘉兴水稻土 东北黑土 北京棕壤 蒙脱石 伊利石 绿泥石 高岭石( 吴平霄1 9 9 9 ) 。如有机胶体对马拉 硫磷的吸附力比蒙脱石大7 0 倍( 郑世英，2 0 0 2 ) 。因此必然存在两者的缔合问题。然而，有机 质与粘土矿物的缔合对农药的吸附到底是增强还是减弱将有待于进一步的研究。刘维屏( 1 9 9 5 ) 在研究粘士矿物( c l a y ) 与腐植酸( h a s ) 对异丙甲草胺( b s i ) 吸附中发现h a sc a c l a y 复合物的吸附 均低于等量h a s 及c a - c l a y 对异丙甲草胺( b s i ) 的吸附。究其原因为：h a s 与c a c l a y 的作用减少 了各自吸附的活性中心，从而降低了对b s i 的吸附作用。 i 1 2 2 3p h 值 土壤p h 随土壤类型、组成的不同而有较大变化，也是影响农药在土壤上吸附的一个重要因 素。土壤p h 值对离子型农药的吸附影响较大。通常p h 值降低，农药的吸附量升高，尤其对于离 子型及有机酸农药的吸附，p h 值影响更大( p u s i n o 1 9 9 3 ) ，当p h 值趋近农药的p k a 时，吸附 最强。而对于非离子型农药，其氢键吸附机理使其与p h 值亦有联系。刘维屏等【1 9 9 5 ) 在研究 了利谷隆在土壤中的吸附时发现，土壤p h 值的降低有利于利谷隆的吸附，且p h4 - - 6 的范围内 变化较明显，说明当p h 降至4 以下，利谷隆可能质子化而成为阳离子，这一方面可与土壤中部 分可交换阳离子进行交换，另一方面亦有利于利谷隆与土壤有机质及粘土矿物形成分子间氢键， 增强了吸附的可能，这与红外光谱测定的解释一致。另外刘维屏在研究几类新农药在环境中的行 为中，指出农药的吸附与土壤理化性质密切相关。绿草定( t f i c l o p y r ) 的f r e u n d l i c h 常数k r 与( 3 * o m c l a y ) p h 3 有较好的相关性( 刘维屏，1 9 9 5 ) 。对三氟羧草醚( a c i f l u o r f e n ) 的研究结果表明，吸 附强度与土壤理化性质密切相关，f r e u n d l i c h 常数k r = o 9 4 w 。+ o 6 5 c l a y - 9 ，5 9 p h ( r 2 = o 9 4 ) ( 刘 维屏，1 9 9 5 ) 。李克彬等( 2 0 0 3 ) 还研究了土壤有机质与p h 值对苯达松吸附的影响，认为吸附系 数( 鼠) 是土壤有机质o m 和p h 的函数。g a i l ( 2 0 0 0 ) 等研究了p h 值对昧草烟吸附的影响，p h 较低时眯草烟吸附率较大，原因是p h 较低时可以形成较多的阳离子并被土壤吸附增加吸附的 同时也提高了生物有效性。又如2 ，4 - d 在p h 为3 - 4 的条什i - 解离成有机刚离子，而在p h 为6 7 的条件下，则解离为有机阴离子，前者为带负电荷的土壤胶体所吸附，后者则被带正电荷的土 壤胶体所吸附( 邱小香，2 0 0 2 ) 。 1 1 2 2 4 阳离子交换量 关于十壤阳离子交换量( c e c ) 对农药吸附的影响，目前报道不多。刘维屏等( 2 0 0 0 ) 利_ i = | f t i r 研究氯乙酰胺类除草剂时发现c 一+ 对吸附影响较大，可与农药分子进行结合，并且农药分 子结构不同与c a 2 + 的结合能力不同。a l b a p u s i n o 等( 1 9 9 3 ) 还研究了三氟羧草醚在 种十壤种的 吸附，发现阳离子交换量较其它土壤理化性质与吸附常数脑具有更好的相关性，并且n a + 交换过 的土壤吸附率明显降低，c a 2 + 具有相反的作用。 杨克武等( 1 9 9 5 ) 通过对单甲脒在土壤中的吸附研究发现，吸附系数丘与土壤阡j 离子交换 容量之间呈现出较良好的正相关，即凰值随c e c 的增大而增大，表明土壤阳离子交换容量也是 影响单甲脒在土壤中吸附的冈素之一。 中国农业科学院硕士学位论文第一章引 言 1 1 2 2 5 温度与湿度 农药从溶液中被吸附到土壤上所引起的熵变要比从溶液中缩合所需要的热量人所以吸附过 程会放出大量的热量来补偿反应中熵的损失，因而与温度有很大的关系。温度可通过改变农药的 水溶性和表面吸附活性而影响农药的吸附特性。许多研究业已证实，农药在土壤中的吸附随温度 的升高而减弱( 徐晓白，1 9 9 0 ；b i g g a r ，1 9 7 3 ：p u s i ，1 9 9 3 ：b e a t e r i e b e ，2 0 0 4 ：s t e f a n d u l t z ，2 0 0 4 ) 。 然而也有一些例外，王琪全等( 1 9 9 8 ) 在研究除草剂灭草烟在土壤中的吸附、脱附时发现，灭草 烟在3 种土壤中的吸附量随温度的升高而有所增大。gk y r i a k o p o u l o s 等( 2 0 0 5 ) 人研究表明氟乐 灵和扑草净在x a d - 4 ，x a d 7 两种树脂以及杀草强在x a d 4 树脂上的吸附随温度升高而降低， 甲草胺在x a d - 4 ，x a d - 7 两种树脂以及杀草强在x a d 7 树脂上的吸附随温度升高而升高。曹罡 等( 2 0 0 2 ) 的研究表明，随着温度的升高，胡敏酸对2 ，4 - 0 的吸附能力降低。农药的吸附过程常 常是一个放热过程，2 ，4 - d 的吸附为可逆吸附，升高温度会破坏吸附的平衡，使平衡向吸热的脱 附方向偏移。 在土壤质地、有机质含量、土壤p h 值、土壤微生物、土壤含水量等土壤因素中，土壤含水 量密切关系到土壤微粒的空隙被除草剂溶液占据、吸附以及药剂分子能否下渗到杂草发生部位并 直接影响除草剂的淋溶性( 赵善欢，1 9 8 7 ) ，土壤含水量还间接影响土壤微生物的活动从而影响 土壤中除草剂的滞留与降解。土壤湿度成为影响大多数土壤处理剂药效的重要因素，而且是有些 种类如酰胺类、磺酰脲类除草剂药效好坏的主要决定因素。良好的土壤湿度条件有利于除草剂发 挥最佳除草效果，对减少除草剂用量及提高对作物的安全性、减少对环境的污染都具有重要意义。 1 1 2 2 6 表面活性剂 在土壤一水的体系中，表面活性剂与农药的相互作用是一个很复杂的过程。表面活性剂不仅 影响土壤对农药的吸附，而且表面活性剂本身的吸附也需要考虑。一些研究表明( a m o n e t e ，1 9 8 0 ； k i l e ，1 9 9 0 ；h a i g h ，1 9 9 6 ；l e e ，1 9 8 9 ；s h e n g ，1 9 9 8 ) ，表面活性剂通过提高憎水化合物的溶解 度显著地降低了憎水化台物在土壤中的吸附。此外，表面活性剂被吸附到土壤上而影响到土壤对 农药的吸附。例如，土壤经表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺( h d a b ) 修饰后，显示出土壤对污染 物的吸附能力增强( w e r k h e i s e r ，1 9 9 6 ) 。郑和辉等( 2 0 0 1 ) 在研究乙草胺和丁草胺在土壤中的 移动性时发现，十二烷基苯磺酸钠( s d b s ) 能够促进农药在土壤中的迁移，而h d a b 能够促进农药 在土壤中的吸附