绿麦隆在土壤多介质环境中的复合污染行为和生物可利用性研究

论文摘要

论文以取代脲类除草剂绿麦隆作为典型污染物,以三嗪类除草剂阿特拉津和硫铵、尿素作为主要影响因素,在实验室条件下研究了绿麦隆在土壤多介质环境中的复合行为。论文的主要研究内容及结论包括:(1)绿麦隆在单一及复合体系中吸附等温线的研究。吸附动力学研究发现,绿麦隆在单一和复合体系中的吸附作用均存在快吸附和慢吸附两个阶段;在灭菌处理中绿麦隆的含量高于非灭菌处理,表明在吸附过程中存在着生物降解反应。(2)阿特拉津和氮肥对绿麦隆在土壤中吸附作用影响的研究。研究发现,绿麦隆的吸附等温线均符合Freundlich等温方程。当阿特拉津与绿麦隆同时施入土壤,随着阿特拉津浓度的增加,绿麦隆吸附作用降低;当氮肥与绿麦隆同时施入土壤,土壤对绿麦隆的吸附作用增强,并随着浓度的增加而增加;而用去离子水、硫铵或尿素培养土壤6天后加入绿麦隆,其吸附作用降低。解吸实验表明,未经肥料预培养的土壤其解吸能力随氮肥浓度增加而增加;经过6天预培养后,绿麦隆从对照和氮肥处理土壤上的解吸能力无明显差别,而与未经培养的土壤相比,解吸能力增加。当绿麦隆与阿特拉津、氮肥同时存在时,其在土壤中的吸附行为不同于其在单一及二元复合体系中的吸附行为,表明当多种污染物共存时,其在环境中的行为更为复杂。(3)阿特拉津和氮肥对绿麦隆在模型吸附剂中吸附作用影响的研究。实验表明,“玻璃质”有机质对绿麦隆具有较强的吸附作用,且当多种物质共存时存在竞争吸附作用,表明绿麦隆在土壤中的吸附是分配与竞争行为同时存在的。(4)阿特拉津和氮肥对绿麦隆在不同层次土壤中降解作用的影响。实验发现,无论是在单一体系还是在复合体系中绿麦隆在深层土壤中的降解速率大于表层土壤,这表明土壤质地和有机质含量在绿麦隆的降解代谢行为中起着重要作用。当阿特拉津的浓度为0~10mg/kg时,阿特拉津对绿麦隆的降解起促进作用;当阿特拉津的浓度为10~20 mg/kg时,其对绿麦隆的降解起抑制作用,并随着浓度的增加,绿麦隆降解半衰期增加。硫铵和尿素施入土壤后,绿麦隆的降解速率降低,且绿麦隆在尿素处理土壤上的降解速率大于硫铵处理的土壤。(5)阿特拉津和氮肥对绿麦隆在土壤中淋溶行为的影响。实验结果表明,阿特拉津加入土壤后,土体中绿麦隆的残留量降低。而当阿特拉津加入含有老化的绿麦隆的土壤后,绿麦隆在土壤中的淋溶损失降低。当硫铵、尿素与绿麦隆同时施入土壤,随着氮肥浓度的增加,绿麦隆的淋溶作用降低。当硫铵、尿素加入到含有老化的绿麦隆的土壤后,土壤中绿麦隆的残留量高于未老化土壤中绿麦隆的含量。阿特拉津加入土壤后,土体中绿麦隆的残留量增加。(6)绿麦隆、阿特拉津单一及复合体系对蚯蚓急性毒性效应的研究。实验表明,绿麦隆和阿特拉津均对蚯蚓产生毒性,且阿特拉津对蚯蚓的急性毒性大于绿麦隆,而且阿特拉津和绿麦隆的复合污染对蚯蚓具有明显的协同作用,并随阿特拉津浓度的增加,协同作用增强。复合体系中中毒的蚯蚓,体内SOD酶活性高于两种农药单一体系,并随阿特拉津浓度的增加,SOD酶活性增强。通过观察HE病理切片,发现绿麦隆和阿特拉津通过不同的作用途径对蚯蚓产生毒害。绿麦隆主要破坏蚯蚓的表皮细胞和肠道,而阿特拉津则通过破损蚯蚓消化道而使其致死。(7)不同有机溶剂对绿麦隆的萃取能力存在较大差异,其大小为:甲醇>甲醇:水>乙醇>丁醇。污染土壤老化108天后, 4种有机溶剂对土壤中绿麦隆的萃取能力明显降低。其中,乙醇对绿麦隆的萃取能力下降程度最大,约为38.61%~44.97%;丁醇次之,其萃取率下降了25.45%~34.63%;而甲醇和甲醇:水对绿麦隆的萃取率下降程度大致相当。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 第一节 土壤中农药的污染现状
• 第二节 复合污染问题
• 1.2.1 复合污染概念的提出
• 1.2.2 复合污染的基本内涵
• 1.2.3 复合污染分类
• 1.2.4 复合污染的研究
• 第三节 有机污染物在多介质环境中的行为研究
• 第四节 土壤中有机污染物的生物可利用性研究
• 1.4.1 生物可利用性定义
• 1.4.2 结合态污染物与生物可利用性
• 1.4.3 生物可利用性降低的机制
• 1.4.4 影响有机污染物生物可利用性的因素
• 1.4.5 生物可利用性的评价方法
• 1.4.6 展望
• 第五节 脲类除草剂的主要性能
• 第六节 绿麦隆
• 第七节 本论文的研究内容及意义
• 第二章 阿特拉津、氮肥对绿麦隆在土壤中吸附、解吸作用的影响
• 第一节 主要仪器与试剂
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 化学试剂
• 2.1.3 供试土壤
• 第二节 绿麦隆的分析方法
• 2.2.1 绿麦隆分析方法的讨论
• 2.2.2 绿麦隆的分析条件
• 第三节 绿麦隆在单一与复合条件下吸附动力学曲线的研究
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 第四节 氮肥对绿麦隆在土壤中吸附、解吸作用的影响
• 2.4.1 实验方法
• 2.4.2 结果与讨论
• 第五节 阿特拉津对绿麦隆在土壤中吸附作用的影响
• 2.5.1 实验方法
• 2.5.2 结果与讨论
• 第六节 绿麦隆在三元复合体系中在土壤上吸附作用研究
• 2.6.1 实验方法
• 2.6.2 结果与讨论
• 第七节 绿麦隆单一及复合体系在土壤中吸附机制的研究
• 2.7.1 氮肥对绿麦隆在模型吸附剂上吸附作用的影响
• 2.7.2 阿特拉津对绿麦隆在模型吸附剂上吸附作用的影响
• 2.7.3 绿麦隆在三元复合体系中吸附作用的研究
• 第八节 小结
• 第三章 阿特拉津、氮肥对绿麦隆在土壤中降解作用的影响
• 第一节 材料与方法
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 供试土壤
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 回收率实验
• 第二节 结果与讨论
• 3.2.1 回收率
• 3.2.2 阿特拉津、氮肥对绿麦隆降解作用的影响
• 3.2.3 绿麦隆的降解过程及影响因素
• 第三节 小结
• 第四章 阿特拉津、氮肥及老化作用对绿麦隆在土壤中淋溶作用的影响
• 第一节 主要仪器与试剂
• 第二节 实验方法
• 4.2.1 氮肥对未老化绿麦隆淋溶作用的影响
• 4.2.2 氮肥对老化绿麦隆淋溶作用的影响
• 4.2.3 阿特拉津对绿麦隆淋溶作用的影响
• 4.2.4 样品提取
• 4.2.5 回收率实验
• 第三节 结果与讨论
• 4.3.1 回收率
• 4.3.2 氮肥对绿麦隆淋溶作用的影响
• 4.3.3 老化作用对绿麦隆在单一及氮肥、绿麦隆复合体系中淋溶作用的影响
• 4.3.4 阿特拉津对绿麦隆淋溶作用的影响
• 4.3.5 影响农药在土壤中淋溶行为因素
• 第四节 小结
• 第五章 绿麦隆、阿特拉津单一与复合体系对蚯蚓急性毒性效应研究
• 第一节 实验材料
• 5.1.1 实验仪器
• 5.1.2 供试动物
• 5.1.3 供试化学品
• 第二节 实验方法
• 5.2.1 污染物实验浓度设计
• 5.2.2 急性毒性
• 5.2.3 蚯蚓体内SOD 活性的测定
• 5.2.4 HE 病理染色切片
• 第三节 结果与讨论
• 5.3.1 两种农药对蚯蚓的单一毒性
• 5.3.2 绿麦隆和阿特拉津对蚯蚓的联合毒性
• 5.3.3 两种农药对蚯蚓体内SOD 酶活力的影响
• 5.3.4 HE 染色切片
• 第四节 小结
• 第六章 蚯蚓、有机溶剂表征土壤中绿麦隆的生物可利用性
• 第一节 实验方法
• 6.1.1 老化绿麦隆土壤样品的制备
• 6.1.2 蚯蚓的驯化
• 6.1.3 灭菌方法及蚯蚓富集动力学实验
• 6.1.4 有机溶剂萃取方法
• 第二节 结果与讨论
• 6.2.1 灭菌方法
• 6.2.2 有机溶剂萃取表征生物可利用性
• 第三节 小结
• 第七章 结论与研究展望
• 第一节 研究结论
• 第二节 研究特色及创新点
• 第三节 不足之处
• 第四节 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文与研究成果