（环境科学专业论文）外源木炭对异丙隆在土壤中吸附、淋溶及降解的影响.pdf

明，在生物降解占主导地位的黄褐土和砂姜黑土中，添加少量木炭，即可显著影响异 丙隆在土壤中的降解速度，木炭添加量越大，异丙隆在土壤中的t 1 2 越长( 当木炭添加 量由0g k g 1 逐渐增大到5 0g k g 1 时，黄褐土中异丙隆h 2 由1 6 0 0d 显著延长到1 3 5 8 8 d ，砂姜黑土中由1 5 2d 延长到1 0 6 6 2d ) ；而以化学水解为主的水稻土中，木炭的添 加对异丙隆降解速度影响的趋势不明显( t 1 2 由添加og - k g d 木炭时的5 4 5 7d 延长到1 0 g k g d 时的7 7 4 4d ，继而又缩短到5 0 9 k g d 时的5 3 3 1d ) 。该项研究表明，以木炭作 为人工添加吸附剂可有效地减少异丙隆从土壤中的流失，并能通过降低异丙隆在土 壤中的微生物有效性而增大其降解半衰期，从而最终延长其在土壤中的除草活性。 关键词：异丙隆，吸附，淋溶，降解，木炭 a b s t r a c t h e r b i c i d e si nt h es o i la r ee a s yi n t os u r f a c ew a t e ra n dg r o u n d w a t e r 、析t 1 1r a i no r i r r i g a t i o nt h r o u g hr u n o f fa n dl e a c h i n g ，w h i c hw i l ll e a dt ot h ep o l l u t i o no fw a t e rb o d i e s t h ea d s o r p t i o na n dd e s o r p t i o nb e h a v i o r so fah e r b i c i d eo ns o i la r eo n eo ft h ei m p o r t a n t f a c t o r sg o v e r n i n gt h ef a t eo ft h eh e r b i c i d ei ns o i l - w a t e re n v i r o n m e n t t h e r e f o r e ，t h e a d s o r p t i o na n dd e s o r p t i o no fp e s t i c i d e si ns o i lh a v ei m p o r t a n ti m p a c to nt h e i re n v i r o n m e n t b e h a v i o rs u c ha sl e a c h i n g ，t r a n s f o r m a t i o n ，a n da r ea l s oi m p o r t a n ti n d e xf o rw a t e rb o d y p o l l u t i o ne v a l u a t i o n i nt h i ss t u d y ，w eh a v es t u d i e dt h ee f f e c t so fc h a r c o a la m e n d m e n to n t h ea d s o r p t i o n d e s o r p t i o n ，l e a c h i n ga n dd e g r a d a t i o no fi s o p r o t u r o ni ns o i l st oe x p l o r et h e m e c h a n i s m so fr e d u c i n gi s o p r o t u r o nl o s sf r o ms o i l sb yc h a r c o a la m e n d m e n t a n dt h e s e w i l lp r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o rp o l l u t i o na n dc o n t r o lo fh e r b i c i d e si nt h es o i l w a t e r e n v i r o n m e n t a d s o r p t i o n d e s o r p t i o no ft h eh e r b i c i d ei s o p r o t u r o ni nf i v ed i f f e r e n tp a r t i c l es i z e so f c h a r c o a l sa n dt h r e ed i f f e r e n ts o i l sw e r es t u d i e du s i n gb a t c he q u i l i b r a t i o nt e c h n i q u e t h e s t u d i e sf o c u s e do nt h ei n f l u e n c e so fc h a r c o a la m e n d m e n to nt h ea d s o r p t i o n d e s o r p t i o no f i s o p r o t u r o ni ns o i l s t h ee x p e r i m e n t a ld a t aw e r ef i r e db yt h ef r e u n d l i c he m p i r i c a l e q u a t i o n t h er e s u l t ss h o w e dt h a tc h a r c o a lh a dag r e a ta d s o r p t i o nc a p a c i t yf o ri s o p r o t u r o n ， a n dt h es m a l l e rt h ep a r t i c l es i z eo fc h a r c o a l ，t h em o r et h ea d s o r p t i o no fi s o p r o t u r o n t h e a m e n d m e n tw i t hc h a r c o a lc o u l di m p r o v et h ea d s o r p t i o no fi s o p r o t u r o ni ns o i l s t h e a d s o r p t i o no fi s o p r o t u r o ni ns o i l si n c r e a s e dw i t ht h er a t eo fc h a r c o a la m e n d e d ( c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n tr = o 9 5 6 8 ”) d e s o r p t i o no fi s o p r o t u r o nf r o mc h a r c o a l sa n ds o i l ss h o w e d s i g n i f i c a n th y s t e r s i sw h i c hw a ss h o w nb yt h eh i g h e ra d s o r p t i o ns l o p e ( 1 n a d s ) c o m p a r e dt o t h ed e s o r p t i o ns l o p e ( 1 r i d c s ) t h eh y s t e r e s i se f f e c t so fc h a r c o a lo nd e s o r p t i o no f i s o p r o t u r o nw e r ec l o s e l yc o r r e l a t e dw i t ht h ec o n t e n to fc h a r c o a li n t h es o i l s ，a n dt h e h y s t e r e s i si n d e x i n c r e a s e dw i t ht h er a t eo fc h a r c o a la m e n d e d o b s e r v a t i o no f e n v i r o n m e n ts c a ne l e c t r o nm i c r o s c o p e ( e s e m ) e x h i b i t t e dt h ef i n ep o r es t r u c t u r ea n d s p e c i a ls u r f a c ec h a r a c t e r i s t i c so f t h et e s t e dc h a r c o a l a n a l y s i so ff o u r i e rt r a n s f o n ni n f r a r e d s p e c t r a ( f t i r ) o fi s o p r o t u r o n a d s o r b e do nc h a r c o a l s u g g e s t e dp r o b a b l eb o n d i n g i n t e r a c t i o n sb e t w e e ni s o p r o t u r o na n dc h a r c o a l t h ef a c t o r sa f f e c t i n gt r a n s f e ra b i l i t yo fi s o p r o t u r o ni ns o i l sa n dt h ei n f l u e n c e so f c h a r c o a la m e n d m e n to nt h el e a c h i n gw e r es t u d i e d 、析t l lt h es o i lc o l u m nl e a c h i n gm e t h o d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：( 1 ) u n d e rt h es a m ew a t e rv o l u m e ，l e a c h i n go fi s o p r o t u r o ni n i i i d i f f e r e n ts o i l sv a r i e dg r e a t l y , a n dt h ea m o u n to fi s o p r o t u r o nl e a c h e di nl e a c h a t ef o l l o w e d t h eo r d e r ：y e l l o wb r o w ns o i l s h a j i a n gb l a c k es o i l p a d d ys o i l ( 2 ) t h ea m o u n to f i s o p r o t u r o nr e c l a i m e di n1 e a c h a t ei n c r e a s e dw i t ht h ew a t e rv o l u m ei n c r e a s i n ga n df o l l o w e d t h eo r d e r ：7 5 0m i l l 5 0 0m r n 2 5 0m m t h ed i s t r i b u t i o no fi s o p r o t u r o ni ns o i l sa f t e r l e a c h e ds i g n i f i c a n t l yi n f l u e n c e db yw a t e rv o l u m e ( 3 ) t h ea m o u n to fi s o p r o t u r o nl e a c h e d f r o ms o i l sv a r i e dw i t hd i f f e r e n tp hv a l u e s ，a n df o l l o w e dt h eo r d e r ：p h5 p h 9 p h 7 ( 4 ) t h ea m o u n to fi s o p r o t u r o ni nl e a c h a t ei n c r e a s e s 、) l ，i t ht h ei n c r e a s i n go ft h ea m o u n to f c h a r c o a la d d i t i o nt os o i l ( 5 ) t h ea m o u n to fi s o p r o t u r o ni nl e a c h a t ed e c r e a s e sw i n lt h e i n c r e a s i n go ft h ea m o u n to fc h a r c o a la d d i t i o nt os o i l ，w h i l et h er e s i d u eo fi s o p r o t u r o ni n s o i l si n c r e a s e s 、析t li n c r e a i n go fc h a r c o a lc o n t e n to fs o i l s a m p l e s t h e r ei sah i g h l y s i g n i f i c a n tp o s i t i v ec o r r e l a t i o no ft h el e a c h a t eo fi s o p r o t u r o n 、i t l lt h ec o n t e n to fc h a r c o a l i nt h es o i l s b yi n c u b a t i o ne x p e d m e n t ，t h ed e g r a d a t i o no fi s o p r o t u r o ni nn o n - s t e r i l ea n ds t e r i l e s o i l sa n de f f e c t so fc h a r c o a la m e n d m e n to ni s o p r o t u r o nd e g r a d a t i o nr a t ew e r es t u d i e d t h e d i f f e r e n c e so fi s o p r o t u r o nd e g r a d a t i o nh a l fl i f e ( t l 2 ) b e t w e e nn o n s t e r i l ea n ds t e r i l e s y s t e m si nt h et h r e es o i l s ( t h et l 2i nt h es t e r i l i z e dy e l l o wb r o w ns o i l ，s h a ji a n gb l a c ks o i l a n dp a d d ys o i la r e1 6 1 1 6d ，8 7 7 2da n d8 7 7 2d ，r e s p e c t i v e l y , a n di nt h en o n s t e r i l i z e d s o i l sa r e16 0 0d ，15 2 0da n d5 4 5 7d ，r e s p e c t i v e l y ) i n d i c a t e dt h a tb i o d e g r a d a t i o ni st h e m o s ts i g n i f i c a n tm e c h a n i s mf o ri t sd i s s i p a t i o ni ny e l l o wb r o w ns o i la n ds h a j i a n gb l a c ks o i l b u tc h e m i c a lh y d r o l y s i sm a yb et h em a i nm e c h a n i s mo fi s o p r o t u r o nd e g r a d a t i o ni np a d d y s o i l t h eh a l f - l i v e so f i s o p r o t u r o nd e g r a d a t i o ni n c r e a s e dw i t l lt h ei n c r e a s i n go ft h ea m o u n t o fc h a r c o a la d d i t o ni nt h es o i li nw h i c ht h ed e g r a d a t i o no fi s o p r o t u r o nw a sd o m i n a t e db y b i o l o g i c a le f f e c t ：t h et l r 2i n c r e a s e df r o m 16 0 0dt o135 8 8dw i t hc h a r c o a la d d i t i v e i n c r e a s e df r o m0g 。k g 以t o5 0g k g f o ry e l l o wb r o w ns o i l ，a n dt h et 1 2i n c r e a s e df r o m15 2d t o10 6 6 2df o rs h a j i a n gb l a c ks o i l i np a d d ys o i l ，t h ec h a r c o a la m e n d m e n th a sn o s i g n i f i c a n te f f e c to nt h ed e g r a d a t i o no fi s o p r o t u r o n ( t h et l 2i n c r e a s ef r o m5 4 5 7dt o7 7 4 4 d 谢t 1 1c h a r c o a la d d i t i v ei n c r e a s e df r o m0g k 9 1t o10g k g ，b u tw h e n5 0 9 k g 以c h a r c o a l w a sa d d e d ，t h et l 2d e c r e a s e dt o5 3 31d ) t m sr e s e a r c hs u g g e s t st h a tc h a r c o a la m e n d m e n t m a yb ea ne f f e c t i v em a n a g e m e n tp r a c t i c ef o rc o n t r o l l i n gp e s t i c