草木灰影响下西维因在土壤中的吸附/解吸行为及生物有效性

论文摘要

草木灰是秸秆等农作物焚烧后的产物，也是耕作土壤中黑碳的主要来源，具有一定比表面积和孔隙率，对土壤中残留农药有很强的吸附和解吸迟滞作用，能够影响土壤环境中残留农药的迁移转化和生物有效性。本论文应用批量平衡法和连续解吸法研究了农药西维因在6种典型土壤及其各自添加草木灰土壤中的吸附/解吸行为，进一步研究了添加草木灰对土壤中西维因微生物降解行为的影响。本研究旨在了解草木灰影响下残留农药在土壤环境中的吸附／解吸行为与微生物降解规律，为评价由草木灰还田的农耕作业方式所引起的环境风险提供理论依据。实验结果表明：西维因在不同土壤及含灰土壤中的吸附/解吸等温线都能用Freundlich模型进行很好地拟合（R~2>0.96）；西维因在土壤中的分配系数与土壤有机质含量呈良好的正相关，与土壤的粘粒含量也有一定正相关，而与阳离子交换量并没有明显相关性；随着草木灰添加量的增加，土壤对农药的吸附能力明显提高，吸附等温线的非线性程度也越明显增大；草木灰更易促进低有机质含量土壤吸附能力的提升；草木灰在土壤中的含量越高，西维因在土壤中的解吸迟滞现象越明显，西维因在土壤中解吸迟滞作用的强弱与自然土壤中有机质含量、阳离子交换量和粘粒含量均无明显相关性；草木灰的添加可以促进西维因降解菌的生长，从而有利于增强水相中西维因的微生物降解作用。与此同时，草木灰强化了土壤对西维因的解吸迟滞作用，降低了西维因的生物有效性，延长了西维因在环境中的残留时间，提高了西维因的使用风险。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 土壤中残留农药的危害
• 1.2.1 残留农药对环境的影响
• 1.2.2 西维因的性质、用途及危害
• 1.3 农药吸附/解吸的研究进展
• 1.3.1 影响农药在土壤中吸附行为的主要因素
• 1.3.2 土壤中农药的解吸行为
• 1.3.3 草木灰对农药在土壤环境中行为的影响
• 1.3.4 吸附等温线和平衡吸附模型
• 1.4 土壤中农药的微生物降解
• 1.4.1 生物有效性的定义
• 1.4.2 微生物对土壤中残留农药的降解
• 1.4.3 西维因的微生物降解
• 1.5 论文的研究意义及内容
• 1.5.1 研究背景及意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 1.5.3 论文的创新性及意义
• 第二章 草木灰和土壤理化表征参数的测定
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂和仪器
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 草木灰比表面积和孔隙率的测定
• 2.3.2 土壤粒径分布的测定
• 2.4 结果和讨论
• 第三章 草木灰影响下西维因在土壤中的吸附行为
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂和仪器
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验方法和数据处理
• 3.3.1 西维因储备液的配置
• 3.3.2 平衡吸附实验
• 3.3.3 吸附动力学实验
• 3.3.4 西维因的分析方法
• 3.3.5 数据分析方法
• 3.4 结果和讨论
• 3.4.1 西维因在土壤中的吸附动力学曲线
• 3.4.2 西维因在土壤中的吸附等温线
• 3.4.3 西维因在含灰土壤中的吸附动力学曲线
• 3.4.4 西维因在含灰土壤中的吸附等温线
• 3.5 本章小结
• 第四章 草木灰影响下西维因在土壤中的解吸行为
• 4.1 引言
• 4.2 实验试剂和仪器
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.3 实验方法和数据处理
• 4.3.1 平衡解吸等温线实验
• 4.3.2 循环吸附/解吸实验
• 4.3.3 解吸动力学实验
• 4.3.4 去除土壤中可溶解性有机质
• 4.3.5 土壤溶出液 COD 的测定
• 4.3.6 数据处理
• 4.4 结果和讨论
• 4.4.1 西维因在吸附剂中的解吸动力学曲线
• 4.4.2 西维因在吸附剂中的解吸等温线
• 4.4.3 影响滞后系数的因素分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 草木灰影响下两种微生物对西维因的降解作用
• 5.1 引言
• 5.2 实验试剂和仪器
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验仪器
• 5.3 实验方法和数据处理
• 5.3.1 微生物的分离和培养
• 5.3.2 细菌密度的测定
• 5.3.3 固相中西维因的萃取
• 5.3.4 微生物降解西维因实验
• 5.3.5 数据处理
• 5.4 结果和讨论
• 5.4.1 从固相中提取西维因的回收率实验
• 5.4.2 西维因降解菌的分离纯化和富集
• 5.4.3 草木灰影响下西维因的生物有效性
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 图表附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文