氟虫双酰胺在水稻和稻田中的残留动态研究

采用超高效液相色谱法(UPLC)测定了氟虫双酰胺19.8%悬浮剂(SC)在水稻及稻田环境中的残留动态.结果表明,当氟虫双酰胺及其代谢产物NNI-des-iodo的添加量为0.05～1.0 mg·kg-1时,其在水稻田土壤、田水、稻秆、稻米和稻壳中的平均回收率为78.2%～104.8%,变异系数为1.1%～4.4%.氟虫双酰胺在2011年三地(福建福州、天津、江苏南京)的稻田水中的降解半衰期为9.8～17.3 d,土壤中10.8～22.4 d,植株中7.6～17.3 d,其在稻田水样品中检出了代谢产物NNI-des-iodo,而在土壤和植株样品中未检出.在推荐使用剂量下,于末次施药10 d后,氟虫双酰胺在水稻稻米中的残留量均低于美国规定的在稻谷上的最大残留允许量(0.5 mg·kg-1).     

嘧草醚在水稻中的残留消解动态及膳食风险评估

为了评价嘧草醚在水稻生长过程中使用的安全性,于2018—2019年分别在佳木斯、济宁、南昌、宁波4地进行了为期2年的田间试验,研究了嘧草醚在田水、土壤、稻株中的消解动态及稻米、稻壳、稻杆中的最终残留.结果表明：嘧草醚在田水、土壤及稻株中的消解规律均符合一级动力学模型,在4地田水中的消解半衰期（t_1/2）为1.07~3.48 d,土壤中的消解半衰期（t_1/2）为3.14~5.42 d,稻株中的消解半衰期（t_1/2）为4.47~8.08 d.通过对消解半衰期与土壤性质和气候条件的线性回归分析可得,嘧草醚在不同基质中的消解速率均与土壤有机质含量和平均气温呈显著相关.施用1.5倍或2倍推荐使用剂量的嘧草醚后（90或120 g·hm^-2）,收获的稻米籽实中检测出嘧草醚的残留量均未超过日本和韩国规定的最大残留限量（MRL）值（0.05 mg·kg^-1）.通过计算得出每人每天从稻米中所摄入的嘧草醚为0.0037 mg,其风险商值（RQ）为0.0028,处于安全水平.     

二甲四氯胺盐除草剂在稻田环境中的残留及消解动态

在湖南长沙、浙江杭州和贵州贵阳采用田间试验方法,研究了除草剂二甲四氯胺盐在水稻及稻田环境中的残留及消解动态。稻田水、土壤、植株用二氯甲烷和酸溶液混合提取,稻米采用甲醇和水混合提取,经HPLC测定。结果表明,二甲四氯胺盐在稻田水、土壤、鲜植株、糙米样品中的添加回收率均大于80%。在稻田水中二甲四氯胺盐的半衰期为5.75~6.76 d,土壤中二甲四氯胺盐半衰期为6.67~7.38 d,在水稻鲜植株中二甲四氯胺盐半衰期为5.50~6.68 d,降解较快。收获的水稻糙米中二甲四氯胺盐的残留量均未检出。二甲四氯胺盐在糙米中最高残留限量(MRL值)推荐值为0.1 mg/kg。建议75%二甲四氯胺盐水剂的使用剂量为600 g/hm2,施药1次,在正常收获期收获水稻是安全的。     

茚虫威在土壤中的消解动态研究

茚虫威是一种广谱高效的氨基甲酸酯类杀虫剂,低毒低残留。采用气相色谱法对茚虫威在土壤中的残留进行分析,采用田间试验方法研究了茚虫威在土壤中的消解动态。结果表明,茚虫威在土壤中消解较快,其残留消解动态曲线符合化学反应一级动力学方程,在土壤中的半衰期为7.6天。说明茚虫威使用后在环境(土壤)中可以较快地消解,从而可以较好地保障生产安全。     

上海市稻米中有机氯农药残留水平及健康风险评价

中国作为农药的生产和使用大国,曾大量使用滴滴涕(DDTs)、六六六(HCHs)等有机氯农药.水稻是上海市的主要粮食作物,青浦和崇明区是其重要的水稻种植基地.本研究检测了上海市青浦和崇明区稻米样品中24种有机氯农药的残留水平,分析了OCPs的组成特征并对上海地区稻米中的OCPs残留进行了健康风险评价.结果表明,研究区稻米中OCPs以DDTs和HCHs为主要残留物.青浦和崇明稻米中24种OCPs的总平均残留量分别为6.53 ng·g-1和4.70 ng·g-1,低于食品安全国家标准中对应OCPs的再残留限值.青浦区稻米中4,4-DDE和β-HCH的残留水平最高,崇明区稻米则以2,4-DDT和β-HCH为主要成分.来源解析显示,上海市区域内近期可能仍有三氯杀螨醇和林丹的使用.健康风险评价结果表明,食用本研究区稻米因OCPs所产生的致癌与非致癌风险较低,处于可接受水平.     

多菌灵在稻田水、土壤及稻米中的残留研究

采用田间试验方法,研究了多菌灵在水稻上的消解动态及最终残留。结果表明:多菌灵在田水和土壤中的消解动态均符合一级动力学方程,原始沉积量与施药剂量、施药次数密切相关,其半衰期分别为3.07~3.25d和6.12~6.25d。按推荐剂量231g/hm2最多施药3次,在收获的稻米中多菌灵的残留量低于中国、食品法规委员会(CAC)及日本的MRL标准。     

阿维菌素在稻田水、土壤及稻米中的残留研究

采用田间试验方法,应用HPLC法测定了阿维菌素在水稻水、土壤及稻米中的残留。结果表明：阿维菌素在稻田水、土壤及稻米中的平均添加回收率分别在85.51%～87.98%、78.57%～83.09%、82.74%～86.80%之间。阿维菌素的最小检出量为4.824×10^-10g,水、土壤、稻米中阿维菌素的最低检测浓度分别为0.001 mg/kg、0.014 mg/kg、0.01 mg/kg。该药属易分解农药（T1/2〈30 d）,按推荐使用剂量使用时收获的稻米是安全的。     

溴氰虫酰胺及其代谢物在土壤和葱中残留行为

论文建立了溴氰虫酰胺及其代谢产物J9Z38在土壤和葱中残留量的高效液相色谱三重四级杆串联质谱(LC-MS/MS)测定方法,其最小检出量分别为0.1×10-9g和0.5×10-9g;溴氰虫酰胺和J9Z38在葱和土壤样品中最低检出浓度均为0.01 mg/kg。在0.01~0.1mg/kg添加水平下,溴氰虫酰胺在土壤和葱中添加回收率分别为87.8%~99.3%和79.6%~100.3%,相对标准偏差分别为1.6%~4.6%和5.1%~7.2%;J9Z38在土壤和葱中添加回收率分别为76.0%~100.8%和77.8%~98.9%,相对标准偏差分别为5.6%~10.0%和4.2%~8.3%,均符合农药残留量分析的要求。同时,为了解100 g/L溴氰虫酰胺油悬剂在葱上施用后,溴氰虫酰胺在土壤和葱中的残留消解动态及最终残留状况,在北京和山东两地开展了大田试验研究。结果表明,溴氰虫酰胺在土壤和葱中的残留消解半衰期分别为1.3~2.6 d和2.4~4.3 d,属于易降解农药。100 g/L溴氰虫酰胺油悬剂按推荐剂量和1.5倍推荐剂量在葱中各施药3次和4次,距最后一次施药1 d时,溴氰虫酰胺在葱中最高残留量为0.13 mg/kg,表明100 g/L溴氰虫酰胺油悬剂在葱中使用后,溴氰虫酰胺在葱中的残留量较低。     

光催化体系中噻虫胺降解动力学及机制

利用光催化技术探讨了烟碱类杀虫剂噻虫胺在水体环境中降解的可行性,不同催化剂浓度、反应温度、底物浓度、溶液初始p H值和不同阴阳离子等因素对其光催化降解动力学的影响,及其初步的光催化降解机制.结果表明噻虫胺的光催化降解符合L-H动力模型,其降解假一级动力学速率常数为0.050 6 min-1.当催化剂用量(TiO_2)为3.0 g·L~(-1)时,噻虫胺的光催化降解速率最大;高温和较低的底物浓度有利于噻虫胺的光催化降解;溶液的初始p H值为5时噻虫胺的降解速率最大,强酸和强碱均不利于其光催化降解.而无机阴、阳离子对噻虫胺降解均有明显的抑制作用.最后,通过GC/MS对噻虫胺光催化降解中间产物进行了初步鉴定,研究发现在活性氧物种的作用下噻虫胺降解途径主要有母体化合物的羟基化,硝基胍基团中N—N的断裂,以及连接硝基胍和噻唑环的C—N键的裂解等.     

三唑酮在设施栽培土壤及大白菜中的消解动态及残留

为评价三唑酮在大白菜施用后的环境安全性,建立了GC测定蔬菜及土壤中三唑酮残留的方法,进行露地与设施栽培条件三唑酮在大白莱和土壤中的消解动态和最终残留研究.在大白菜和土壤中的最低检测质量分数均为0.001 mg/kg,三唑酮的平均加标回收率为81.5％～110.6％,变异系数为1.32％～6.04％.消解动态试验为2倍推荐使用剂量施药1次,三唑酮在设施栽培大白菜的半衰期分别为2.72～3.30 d和3.21～3.35 d;露地栽培为2.35～2.87 d和2.30～3.12 d.设施栽培大白菜中三唑酮残留量与用药量正相关,随着施药量的增加,消解速度减慢,残留量相应增大.研究可为制定三唑酮设施栽培大白菜上最大残留限量和合理使用准则以及风险评估提供科学依据.     

湖南地区不同集约化栽培模式下双季稻稻田CH4和N2O的排放规律

采用静态暗箱-气相色谱法研究了湖南双季稻稻田不施氮(NN)、当地常规(FP)、高产高效(YE)、再高产(HY)、再高效(HE)5种不同栽培模式下温室气体(CH4、N2O)的排放规律.结果表明:水稻生长季CH4累积排放量变化为(206.5±37.5) kg· hm-2(FP,早稻)～(490.5±65.7) kg·hm-2(HE,晚稻),N2O-N累积排放量变化为(0.08±0.05) kg·hm-2(NN,早稻)～(0.326±0.15) kg·hm-2(HY,晚稻).不同栽培模式对CH4和N2O的排放都有显著影响(p＜0.05).HE模式CH4排放显著高于其他模式62％～ 87％(p＜0.05),尤其是晚稻季节;除NN模式外,其他4种模式间N2O排放差异不显著.冬季休闲期也是CH4和N2O排放的重要时期,分别占全年排放量的9.7％～19.7％和42％～ 62％.CH4主导了稻田不同栽培模式下的综合温室效应,在各模式中均占95％以上.施氮肥提高了作物产量,降低了温室气体强度(GHGI).在5种模式中,YE和HY模式温室气体强度较小,HY模式下仅为(0.97±0.16) kg·kg-1(以每kg产量排放的CO2当量计).因此,与FP模式相比,YE和HY模式既能提高产量和氮肥利用率,也能减缓温室效应;但HE模式排放的温室气体较高,在实际应用前尚需进一步研究.     

臭氧污染对水稻生长、产量及矿质金属元素含量的影响

地表臭氧(O_3)浓度升高造成的空气污染是日渐关注的重要环境问题,既直接危害人体健康,也影响农业生态系统,威胁农作物的生长发育和农产品品质,其中矿质金属元素含量由于同时涉及微量营养元素和有害重金属而尤为重要.本研究开展了O_3浓度升高处理(维持100 nL·L~(-1))的开顶箱(OTC)田间试验,通过2个水稻品种的作物生长监测和采样分析比较,探讨了O_3污染对水稻生长、产量及籽粒矿质金属元素含量的影响.结果表明,高浓度O_3抑制了南粳5055和扬稻6号两种水稻叶片的光合作用并降低了叶绿素含量和叶面积指数,进而导致稻谷产量下降,与自然空气对照相比分别减产45.5%和28.6%;但收获籽粒的糙米和颖壳中大部分矿质金属元素含量升高,与对照相比增幅分别达3.6%～19.8%和3.9%～36.0%,因而由此导致的微量元素缺乏或重金属污染等相关粮食品质安全影响需要综合评价.     

季铵化改性稻草吸附去除水中SO42-的特性研究

采用NaOH、环氧氯丙烷和三甲胺改性稻草秸秆,制备出含季铵基的吸附剂,用以去除水中的硫酸根离子(SO2-4).通过SEM、元素分析、13C-NMR表征发现,稻草改性后表面纤维结构暴露,含氮量增加,引入了大量的季铵基,吸附潜力显著提高.吸附实验结果表明,改性稻草吸附去除SO42-平衡时间约20min,pH为3～8范围内吸附效果较好.采用Langmuir吸附模型可较好地描述改性稻草对SO2-4的吸附等温线,其最大单分子层吸附量Qmax为74.76mg·g-1,吸附能力远大于原稻草(11.68mg·g-1).     

表层附着累枝虫的好氧颗粒污泥特性

在序批式反应器(SBR)中处理实际生活污水,并接种城市污水处理厂活性污泥,培养出表层附着大量累枝虫的好氧颗粒污泥.运行120 d时,颗粒污泥浓度可达4482 mg·L-1,污泥容积指数(SVI)为55 m L·g-1左右,颗粒的粒径主要在1.6~2.5 mm之间,平均沉速为55.4 m·h-1,累枝虫密度可达30450 ind·m L-1.CODCr和NH+4-N的平均去除率分别为87.9%和91.8%.采用直接免疫荧光法证实累枝虫可吞食游离细菌,能有效减少出水SS,且出水SS与累枝虫的密度变化整体呈相反趋势.表层附着生长的累枝虫略微降低了颗粒污泥的沉速.结构分析可看出累枝虫根植于颗粒表层,柄的部分成为颗粒污泥的"骨架",有利于颗粒污泥结构强度和稳定性.     

水氮组合模式对双季稻甲烷和氧化亚氮排放的影响

为给双季稻水肥高效利用调控技术提供理论基础,设置间歇灌溉和淹水灌溉两种灌溉方式,高氮、中氮、低氮和不施氮这4种施肥方式,开展大田小区试验,探讨了水氮组合模式对双季稻CH4和N2O排放的影响.结果表明,间歇灌溉显著降低了CH4积累排放量,与淹水灌溉相比,早晚稻分别降低13.18~87.90 kg·hm-2和74.48~131.07 kg·hm-2,分别减排了24.4%~67.4%和42.5%~66.5%;但促进了N2O排放,早晚稻的增排量分别为0.03~0.24 kg·hm-2和0.35~1.53 kg·hm-2,分别比淹水灌溉增加6.2%~18.3%和40.2%~80.9%.总体上,间歇灌溉降低了稻田温室气体的增温潜势,其中早稻降低了18.8%~58.6%,晚稻降低34.4%~60.1%,两季综合降低2 388~4 151 kg·hm-2(以CO2eq计),下降41%~54%.通过相关分析发现,土壤CH4排放和土壤溶液Eh显著负相关,和溶液CH4浓度显著正相关.与淹水灌溉相比间歇灌溉模式有利于减排CH4,虽增排了N2O,但增温潜势显著减少.综合来看,间歇灌溉配施中氮更有利于双季稻种植.     

不同生物炭对磷的吸附特征及其影响因素

为了实现植物生物质资源化利用,选择5种生物质材料制备生物炭,通过比较5种生物炭材料的磷吸附能力,筛选出了2种磷吸附效果较佳的材料,并探明了筛选生物炭材料的理化性质及其对磷的吸附特征.结果表明,5种生物炭材料中,仅水稻秸秆和玉米秸秆生物炭对磷具有吸附能力.Langmuir等温吸附曲线表明,水稻秸秆生物炭对废水中磷的吸附能力强于玉米秸秆生物炭,理论最大吸附量为：水稻秸秆生物炭(9.78 mg·g^-1)>玉米秸秆生物炭(0.39 mg·g^-1).水稻秸秆生物炭的比表面积(148.30 m²·g^-1)和总孔体积(0.11 cm³·g^-1)远高于玉米秸秆生物炭8.26 m²·g^-1和0.03 cm³·g^-1,同时水稻秸秆生物炭有更高的Mg、 Ca、 Fe和Al元素含量.水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭对磷吸附的最佳pH为酸性;在不同的pH范围内（3.0～11.0）,水稻秸秆生...     

氯基和硫基肥对土壤镉水稻生物有效性的影响

为探明氯基和硫基化肥单施或混施对土壤镉（Cd）水稻生物有效性的影响,选取典型水稻土红黄泥（第四纪红色黏土母质发育）,按不同比例添加氯基肥（KCl、NH₄Cl）和硫基肥［K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄］,在3种外源Cd水平下（0、0.5和2.0 mg ·kg^-1）进行水稻盆栽试验,研究土壤pH、Cd形态、水稻植株各部位和糙米Cd富集情况.结果表明,施用氯基和硫基肥均会使土壤酸化,但氯基肥的影响更显著.水稻灌浆期,单施氯基肥较单施硫基肥的土壤pH值平均降低了0.28;水稻成熟期,氯基肥对残渣态Cd具有活化作用,而硫基肥会将酸可提取态Cd钝化为残渣态;氯基和硫基肥混施较单施同种肥料更易促进水稻植株富集Cd;糙米Cd富集量在氯基和硫基肥1 ：1处理时最高,为0.21 mg ·kg^-1（2.0 mg ·kg^-1外源Cd水平）,较单施氯基肥提高了16.4%,较单施硫基肥显著提高了113.3%.因此,氯基肥和硫基肥混施会使水稻糙米Cd富集量上升,为保障粮食品质安全,水稻种植更宜单施硫基肥.     

黄河上游灌区连作稻田N2O排放特征及影响因素

黄河上游灌区高产连作稻田氮肥的过量施用引起土壤氮素盈余,进而导致稻田N2O排放量增大.为了探明水稻连作模式下稻田N2O排放特征及影响因素,采用静态箱-气相色谱法,开展了为期2年的连作水稻田试验研究.试验共设置3个施氮处理,包括常规氮肥300kg.hm-2(N300)、优化氮肥240kg.hm-2(N240)和对照不施氮肥(N0),并在稻田连作的第2年,对N240处理灌溉节水30%.2年连作试验结果表明,水稻生长季稻田N2O排放主要发生在水稻施基肥后及水稻生长的中后期,在稻田灌水泡田后N2O排放速率达最大值.稻田高氮肥(300kg.hm-2)施用显著增加N2O的排放量,优化氮肥(240kg.hm-2)处理可有效降低土壤N2O排放量(p<0.01).水稻生长季稻田淹水状态时N2O排放量极低,稻田灌溉节水会相应增加土壤N2O排放量.土壤温度变化对稻田N2O的生成和排放会产生较大影响,但受稻田肥水管理等因素的影响,温度与N2O排放量相关性不显著.灌区稻田土壤N2O排放通量与田面水NO3--N含量变化及耕层0～40cm土壤NO3--N积累量变化有显著的相关性.稻田连作显著增加了耕层土壤剖面0～40cm土层NO3--N的积累量,耕层土壤NO3--N积累量的增加进而加大了土壤N2O排放的风险.在宁夏黄灌区稻田常规灌水和高氮肥(300kg.hm-2)水平下,2年连作稻田水稻生长季土壤N2O总排放量分别达55.98×104kg.a-1和51.48×104kg.a-1,在100a时间尺度上的全球增温潜势(GWPs)均值为16.02×107kg.hm-2(以CO2计),表明黄灌上游灌区高氮肥施用导致稻田N2O排放量增大,由此引起的增温潜势严重.     

铜绿微囊藻胞内物消毒副产物生成：氯化和溴化比较

为了研究蓝藻水华期间释放的有机物给原水水质及给水处理过程带来的影响,选取优势藻种铜绿微囊藻的胞内物质(IOM)作为前驱体,分析了其结构特征.此外,分别研究了IOM在pH 6.5、7.1及8.4条件下与氯及溴反应后性质的变化及消毒副产物的生成,并进行了相关性分析.结果表明,IOM中以相对分子质量较大的组分(>30×103)为主,其溶解性有机碳(DOC)含量占总量的68.8%.三维荧光光谱(EEM)的结果表明IOM的成分主要以芳香蛋白类物质为主,其单位DOC的荧光强度为92.6 AU·L·mg-1.与氯或溴反应后,芳香蛋白类EEM峰值下降了76.6%~93.3%,且其降低值与三卤甲烷(THMs,R2=0.81)和卤乙酸(HAAs,R2=0.77)的生成量正相关.IOM与氯或溴反应生成的THMs和HAAs浓度均随着pH的增加而增加.溴相比氯与IOM反应可以生成更多的THMs和HAAs,且HAAs的卤代程度更高,但是氯及溴与IOM反应能力的差异随着pH的升高而逐渐减小,即k OBr·IOM/k OCl·IOM相似文献