农药在环境中的水解机理及其影响因子研究进展

农药的水降解与其在环境中的持久性是密切相关的,它是影响农药在环境中的归宿机制的重要依据之一,也是评价农药在水体中残留特性的重要指标。近些年来,国内外不少学者对农药尤其是有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯和磺酰脲类等的水解进行了大量研究,其内容涉及到农药水化学降解机理及其各种因子如pH值、温度和黏土矿物等对农药水解的影响等,并取得了很多新的进展。但是所有这些研究主要集中于实验室内,而对其自然环境中各因子的贡献及其水解机制的了解则相对较少。今后应加强农药在自然条件下的水解动力学与机理以及黏土矿物和腐殖酸对农药在水体中的催化水解研究,以更好地评价农药在环境中的行为与归宿,为农药的合理使用提高科学依据。     

有机磷农药废水碱性水解生物处理技术

本文报道了碱性水解和生物氧化两步法,处理有机磷农药-乐果、甲胺磷生产废水的研究结果.废水经碱性水解后,COD和有机磷浓度基本不变,但可生化性有明显改善.在遵循常规生物处理必须满足的条件下,碱性废水进一步用间歇或连续活性污泥法处理.COD去除率90%左右,有机磷去除率85%以上,有机磷含量以毒性磷计小于0.5mg/L.深入考察了碱解剂种类、水溶液的pH和温度等各种因素对碱性水解的影响,结果表明:NaOH作碱解剂时的碱解速率比Ca(OH),提高28%;碱解速率随pH和温度的升高而增大,pH每增加一个单位,碱解速率增加2～11倍;温度每升高10℃,碱解速率增加2～5倍.     

中国土壤碱解氮含量与影响因子的空间关系研究

不同地区之间的地域差异,使以往针对土壤碱解氮与影响因子关系的研究存在着相互矛盾的结论。为比较不同环境条件下土壤碱解氮含量空间分异潜在主导因子的一致性与差异性,基于现有的GIS数据,采用地理探测器的研究方法,分别以全国及自然区划尺度为研究单位分析中国土壤碱解氮含量空间分异的潜在主导因子。结果表明,(1)从全国尺度上看,土地利用方式与气温及降水的共同作用主导了中国土壤碱解氮含量的空间分异过程。不同土地利用方式下土壤碱解氮含量的差异大致表现为林地(147 mg·kg~(-1))草地(113 mg·kg~(-1))耕地(103 mg·kg~(-1))水域(95 mg·kg~(-1))建设用地(92 mg·kg~(-1))未利用地(55 mg·kg~(-1))。在此基础上,气温与降水的变化进一步改变了地表的环境条件与植被状况,使得土壤碱解氮含量在大区尺度上发生更复杂的变化。(2)从自然区划尺度上看,影响土壤碱解氮含量空间分异的潜在主导因子存在一致性,但同时也存在差异。中国东部湿润季风区土壤碱解氮主要受气温影响。而在西部干旱区,降水以及坡度对碱解氮的作用相对较大。此外,在地形条件复杂的亚热带常绿阔叶林带、温带森林草原带及青藏高原区,海拔高度的变化对土壤碱解氮含量的影响最显著。因此,该研究认为影响土壤碱解氮含量空间分异的潜在主导因子会因其所处环境条件的不同而存在明显差异,但这些主导因子在一定程度上均能够有效反映各自然区划带的基本环境特征。     

酸沉降下加速土壤酸化的影响因素

酸沉降对土壤和水域的酸化影响是土壤环境化学研究前沿的热点问题之一。酸沉降的化学组成对酸性土壤的进一步酸化起着催化剂的作用。在酸雨影响下,SO42-、NO-3、有机阴离子是加速土壤酸化和盐基淋溶损失的主要阴离子,外源H+的进入会加速铝离子水解。自然因素与人为因素导致土壤酸化的实际酸化速率差异表明:HCO3-、RCOO-在土壤剖面中的淋失状况可反映自然土壤的酸化速率,而SO42-和NO-3淋溶产生的质子负荷揭示土壤受人为因素影响的酸化速率。通过计算酸沉降的主要化学成分进入土壤前后的质子负荷平衡,与酸中和容量(ANC)相结合,反映酸沉降加速土壤酸化的进程。     

鸭稻共作方式对土壤肥力因素的影响

鸭稻共作是一种较为典型的稻田生态农业模式。鸭子不停地在稻田中日夜活动对土壤肥力会产生一定的影响。通过与常规栽培方式的对比试验研究发现，除土壤速效磷含量外，鸭稻共作稻田的土壤有机质、碱解氮、交换性钾的含量均分别比常规耕作稻田的有所增高，其中某些土壤养分含量在某些生育期存在显著差异。由此初步表明，鸭稻共作生态农业模式可以实现在水稻生产全过程中不使用任何化肥和农药，而基本上可达到保持土壤肥力，生产绿色食品的目的。     

多年连栽香蕉园土壤养分与酶活性变化

以海南乐东和澄迈两个种植区香蕉园为例,通过采取不同种植年限(0 a,1 a,5 a,10 a和15 a)香蕉园土壤,研究了连栽香蕉园土壤养分与酶活性的变化.结果表明:1)澄迈种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈现先降后升的趋势,而乐东种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量则呈下降趋势;2)两种植区土壤全磷、速效磷和速效钾含量随种植年限的延长而增加,呈现强烈的富集作用;3)澄迈种植区土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性呈现先降后升的趋势,与土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;而乐东种植区土壤过氧化氢酶活性与有机质、全氮和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;4)连栽香蕉园土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮、全磷和碱解氮含量极显著相关;过氧化氢酶活性则与有机质、全氮和碱解氮含量显著或极显著相关,可见,这两种酶可以做为香蕉园土壤肥力的敏感性指标.     

红壤有机无机复合状况及氮素形态分布与肥力的关系

不同肥力红壤有机无机复合状况及氮素形态分布的研究结果表明，土壤肥力水平提高，有机无机复合量增大．复合量与土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和ＣＥＣ呈显著或极显著正相关，与速效钾、缓效钾的相关性不显著；复合度与上述肥力性状的相关性均不显著．因此，可以用复合量来评价肥力状况．红壤酸解性氮占全氮７７％－８６％；在酸解性氮中，各组分氮所占比例为氨基酸态氮＞酸解氨态氮＞酸解未鉴别态氮＞氨基糖态氮．氨基酸态氮占酸解性氮的比率为高肥力红壤大于低肥力红壤，且与土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷里显著正相关，也可作为衡量土壤肥力状况的指标之一．     

酸性紫色土腐殖酸对毒死蜱的水解和吸附作用

土壤组分与农药的环境化学行为之间存在着密切的关系。腐殖酸是土壤有机质的重要成分,由于其复杂的结构和所含的多种功能基团,对各种污染物具有强烈的吸持作用,从而对农药的环境行为产生重要影响。采用平衡振荡法研究酸性紫色土腐殖酸对毒死蜱水解的影响和毒死蜱在酸性紫色土腐殖酸上吸附的影响因素。结果表明,酸性紫色土腐殖酸可促进毒死蜱水解,腐殖酸质量浓度从0mg·L-1增大到360mg·L-1时,毒死蜱的水解速率常数k增大了2倍。毒死蜱在腐殖酸上的吸附行为均可用Linear方程和Freundlich方程来描述,拟合效果均达到显著水平;试验条件下温度为15℃时的吸附量最大,随着试验温度的升高吸附量呈现出先降低后增大的趋势;pH减小,吸附能力增大;离子强度对吸附影响不明显;腐殖酸添加量增大,单位质量腐殖酸的吸附量减小。     

化学农药污染土壤植物修复中的环境化学问题

报道了利用植草修复受DDT，BHC和Dicofol污染的研究，讨论了化学农药污染土壤植物修复中,农药在植物中富集与在土壤中降解以及结合残留等环境化学问题。研究表明，在植物修复的过程中，通过草对农药吸收的途径而去除土壤中污染物的作用所作的贡献很小，植草的作用可能是通过草的根部向土壤释放酶和某些分泌物，从而激发土壤中微生物的活性，并加速农药生物降解作用的结果。草在不同土壤中修复能力的差异，可能与不同土壤中所存土著微生物的差异以及其活性受酶和某些分泌物所激发差异的结果。选择能使根际区产生强烈的生物降解作用的草品种，是利用草作为化学农药污染土壤修复的关键。土壤与植株中农药结合残留的形成可能是土壤中污染物消除的又一个重要因素。     

土壤表面农药光化学降解研究进展

农药在土壤表面的光化学降解是重要的非生物转化途径,其过程和产物对农药药效、代谢、毒性及环境影响重大.本文综述了土壤表面农药光解研究方法和影响农药光解的土壤因素,分析了农药在土壤表面的主要光反应类型,并讨论了土壤表面农药光解实际应用等方面的热点问题.     

基于县域尺度的稻田土壤碱解氮空间异质性研究

掌握土壤氮素的空间分异特征是实现养分优化管理的重要基础。以江苏省扬中市为研究区,基于田间采样的99个土壤碱解氮样本数据,运用地统计学与缓冲区分析方法,研究县域稻田土壤碱解氮的空间变异特征及其影响因素。结果表明,研究区土壤碱解氮平均含量为114.30 mg·kg~(-1),处于较丰富水平。半方差分析结果显示,土壤碱解氮空间分布具有中等程度的空间自相关性。空间插值结果显示,扬中市土壤碱解氮空间分布总体上呈斑块状,大致表现为中部高、两端低,高值区主要位于研究区中部3镇,在工业区与养殖基地附近均出现局部高值区。影响因素分析表明,城镇化、土壤质地、产业分布、农户经营等因子对研究区土壤碱解氮空间分布均具有较大影响。距离养殖合作社1 km以内区域的土壤碱解氮易于积累,工厂、企业对周边600 m范围内的土壤碱解氮含量影响显著(P0.05)。     

除草剂氟乐灵及其降解过程对斑马鱼氧化应激状况的影响

氟乐灵是一种在水产养殖中应用广泛的除草剂。该农药的使用不仅对鱼类具有毒性作用,也可以在水产品的体内残留蓄积,已经日益受到国内外的关注。在氟乐灵使用过程中,农药原体可通过物理、化学或生物的方法得到一定程度的降解。因此,了解水产养殖水体环境中氟乐灵降解过程中可能存在的毒性风险,对保护水产养殖生物和人类健康显得尤为重要。本文研究了氟乐灵在降解过程中(化学降解、生物降解及化学-微生物协同降解)对鱼体内反映氧化应激状况的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,简称SOD)和丙二醛(Malondialdehyde,简称MDA)两种指标的影响,对氟乐灵降解过程可能产生的毒性进行评价。研究结果显示,采用化学、微生物以及化学-微生物协同作用等3种方式对养殖水体中一定浓度的氟乐灵(0.05 mg·L~(-1))进行降解,降解过程未引起受试鱼类的死亡,鱼类未表现出行为异常或形态改变。在对照组中,鱼类SOD活性和MDA含量范围分别维持在41.87~42.54 U·mg~(-1)和1.85~1.89 nmol·mg~(-1),而在降解组中鱼类SOD活性和MDA含量没有发生显著变化,即没有对鱼类造成显著的氧化损伤。结果表明,在水产养殖过程中应注意氟乐灵的使用剂量,以低于0.05mg·L~(-1)为佳,也应通过后续的氧化剂和微生物降解及时去除残留在水体中的过量的氟乐灵,以有效避免养殖生物产生氧化损伤。该研究可为氟乐灵降解过程中的风险隐患防控提供理论依据。     

毒死蜱农药环境行为研究

研究了毒死蜱农药在环境中的水解、土壤吸附和土壤消解行为。实验结果表明，毒死蜱在水体中降解较慢，半衰期为 ２５．６ ｄ；土壤具有较强的吸持毒死蜱农药的能力；该农药在土壤中的消解也较慢。     

丁虫腈在环境中的降解特性

采用室内模拟试验研究丁虫腈在水体中的光解、水解及其在3种不同类型土壤中的降解特性。结果表明,丁虫腈在酸性和中性条件下比较稳定,不易水解,而在碱性条件下水解较快,在50℃、pH值为9．0的缓冲溶液中降解半衰期为26．7d。通过对水解产物的鉴定,推断丁虫腈的水解机理为碱催化水解。在[光]照度为2500lx、紫外强度为25I．LW·cm-2的人工光源氙灯条件下,丁虫腈的降解半衰期为1．5h,主要降解产物为氟虫腈。丁虫腈在太湖水稻土、江西红壤和陕西潮土中培养180d后均未发生明显降解,表明该农药在土壤中较难降解。     

降雨中有机氯农药土壤-水界面迁移过程的实验模拟

以人工降雨实验模拟的方法,对有机氯农药在降雨过程中非点源污染的产生进行了研究.结果表明,在降雨过程中,表层径流中有机氯农药的输出量高于土壤渗流液.土壤径流中有机氯农药浓度的输出呈现先下降后平缓的趋势.土壤有机质影响着降雨过程中有机氯农药浓度的输出变化趋势.泥炭土径流中有机氯农药的输出量相对较高.有机氯农药残留总量沿土壤剖面的总体变化趋势为随深度增加而下降,其峰值出现在0—5 cm,反映了污染物的转移规律.泥炭土中有机氯农药的残留量最低.泥炭土、黄褐土和风沙土中有机氯农药含量的峰值均出现在第2次和第3次采样时间,但在30 d后有机氯农药的残留量仍较高,表明有机氯农药在土壤中残留时间长,可能存在着一定的生态风险.     

pH值调控对秸秆两阶段厌氧发酵产沼气的影响

两阶段厌氧发酵产沼气是秸秆沼气化利用的重要方式之一。秸秆厌氧发酵过程包括水解产酸和产甲烷两个阶段,水解产酸是秸秆沼气化的限速步骤,也是目前的研究重点。pH值是影响物料水解产酸的重要因素,目前的研究多集中于酸性环境对物料水解产酸的影响,碱性环境对物料水解产酸的影响还未见研究报道。在实验室条件下,每天调节水解产酸反应器发酵液pH值至8.0(T1)、9.5(T2)和11.0(T3),CK在实验过程中不调节水解产酸反应器发酵液pH值,水解产酸反应器排出的水解酸化液直接用蠕动泵泵入产甲烷反应器内产甲烷,分析了发酵过程中水解产酸反应器日产气量、甲烷含量、水解酸化液pH值、COD浓度以及产甲烷反应器产气特性的变化。结果表明:在不调节水解产酸反应器水解酸化液pH值条件下,秸秆两阶段厌氧发酵可以正常进行,秸秆干物质(TS)产气量为281.28mL·g-1,平均甲烷含量为47.36%;T1水解产酸反应器内水解酸化液pH值稳定在7左右,系统累积产气量、总产甲烷量和平均甲烷含量分别较CK大幅增加了24.51%、29.39%和2.5个百分点;T2和T3水解产酸反应器产气明显受到抑制,水解酸化液后续产甲烷亦受到明显抑制,产甲烷反应器累积产气量分别仅为CK的89.97%和17.48%,总产气量仅为T1的67.67%和10.20%;维持水解产酸反应器至碱性条件促进了秸秆中半纤维素的溶出和木质素的破坏,但不利于纤维素的溶出,TS损失率的结果与产气的结果一致。综合以上结果,调节水解产酸反应器水解酸化液pH值至8.0对提高秸秆两阶段厌氧发酵产沼气有明显的促进作用。     

土壤中结合残留态农药的生态环境效应

土壤中农药结合残留态的形成，导致其活性暂时降低，但并未从土壤中消失，在特定的环境条件下又重新释放到环境中并表现出较高的生物有效性，从而威胁农产品质量安全与环境质量。文章论述了土壤中结合残留态农药的定义、形成过程及影响因素、老化和释放过程及机制。土壤中结合残留态农药主要通过吸附过程、化学反应及物理镶嵌等作用而形成，其形成过程受农药的结构和化学特性、土壤理化性质、环境条件和农艺措施的影响。老化是化合物和土壤组分紧密结合，减少被普通提取方法提取出来的数量，降低了化合物的生物有效性。同时老化的物质在土壤环境条件改变的情况下又重新释放到土壤溶液中或进行矿化，此过程可以通过物理一化学机制或生物化学作用而发生。重新释放到环境中的结合残留态农药又表现出较高的生物有效性，可能被植物、动物或微生物所吸收，并沿食物链富集和放大或进入水体污染水产品和造成水质恶化，从而威胁人体健康。文章还分析了土壤结合残留态农药可能带来的环境问题，提出了此问题今后研究的方向。     

苯噻草胺对土壤中过氧化氢酶活性及呼吸作用的影响

通过模拟实验研究了水稻除草剂苯噻胺对土壤中过氧化氢酶活性及对土壤呼唤作用强度的影响，并研究了其在不同条件下水解和光解的效果，结果表明，苯噻草胺的浓度对土壤中过氧化氢酶的活性有明显影响，浓度愈大，对土壤中过氧化氢酶活性的抑制愈大，苯噻草胺在实验条件下没有明显的水解和光解，苯噻草胺对土壤呼吸有明显的抑制作用，浓度愈高，土壤呼吸强度在初期抑制愈大，17d后各处理土样的呼吸强度基本恢复正常，试验结果还表明，苯噻草胺属于低毒或无明显实际危害的农药，对土壤微生物影响较小。     

活性炭对水溶液中镍(Ⅱ)的去除

本文从国产12种活性炭中选出的太一球对Ni(Ⅱ)去除能力最大;吸附能力与pH有关,随pH减小而急剧下降;用酸、碱使活性炭再生五次,Ni(Ⅱ)的去除率均可稳定在80%以上;吸附过程主要是水解吸附,其详细的吸附机理还需进一步研究.     

长期施肥对河西灌漠土有机氮组分的影响

在长期小麦和玉米轮作的基础上,通过单施化肥以及化肥与其它有机肥料的配合使用,研究不同施肥对河西灌漠土有机氮组分的影响.采用1965年Bremner提出的土壤有机氮分级方法,对22年有机肥与化肥定位试验中的耕层土壤有机氮组成进行分级.结果表明,长期施用化肥和有机肥对河西灌漠土全氮和土壤有机氮组成有显著影响,施肥对不同形态有机氮的影响取决于肥料种类.与单施化肥相比,有机肥与化肥配合施用后显著提高了土壤全氮、酸解性氮与非酸解性氮的含量.在酸解性氮中,氨基酸态氮和酸解未知氮显著增加,氨基糖态氮含量也有所提高.与不施肥相比,施用氮肥显著提高了土壤全氮、酸解性氮与非酸解性氮的含量.在酸解性氮中,化学氮肥显著提高了铵态氮的含量,对氨基酸氮、氨基糖氮和酸解未知态氮影响较小.施用磷、钾肥对河西灌漠土全氮和有机氮各组分含量影响较小.