阿特拉津在土表的紫外光降解行为研究

本文研究了阿特拉津在土壤表面的紫外光光解的动力学,并研究了各种因素对光解的影响。实验表明,土壤粒度、湿度、pH值、有机质、腐殖酸和表面活性剂都影响阿特拉津在土壤中的降解。在紫外光辐射下,阿特拉津在土壤表面降解速率常数为(0.09~0.17)/min,光解深度为0.1~0.3mm,半衰期为4~8min。     

阿特拉津在土表的光解行为动力学研究

研究了阿特拉津在土壤表面的光解行为的动力学,并研究了各种因素对光解的影响。实验表明,土壤粒度、湿度、pH值、有机质、腐殖酸和表面活性剂都影响阿特拉津在土壤中的降解。在太阳光辐射下,阿特拉津在土壤表面降解速率常数为0. 08~0. 17d-1,光解深度为0. 3mm以内,半衰期为4~8d。     

农田气象条件下阿特拉津在土壤中淋溶动态的数值模拟

阿特拉津(Atrazine)是我国华北地区夏玉米田常用的除草剂,而夏玉米生育期又是该地区的主要降雨时段,对这一时段Atrazine在田间尺度的淋溶风险进行评价,对保护浅层地下水环境具有重要意义。以北京市通州区永乐店试验站一块27 m×27 m的农田为背景,通过田间采样、测试分析土壤样品并收集2001年的气象数据,基于简化土壤水三维流场的柱模型假设,在同时考虑土壤水力学参数、Atrazine运移和吸附参数空间变异性的情况下,对该农药在农田尺度下淋溶动态的空间分布进行了数值模拟。在此基础上,对夏玉米不同生育期耕层20 cm深度处的土壤水负压、水流通量和Atrazine浓度的空间变异结构进行了地质统计学分析。结果表明,在整个夏玉米生育期内这三个参量的半方差模型基本上为球状模型,它们的变程多在8~10 m。本研究案例对布设农田尺度土壤水分和Atrazine动态监控网具有一定的参考意义。     

吸附反应时间对潮土中除草剂阿特拉津吸附行为的影响

A batch experiment was performed to investigate nonequilibrium adsorption behavior of atrazine （2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamlno-1,3,5-triazlne） on a fluvo-aquic soil. The amount of atrazine sorbed increased with increasing adsorption contact periods. For a range of initial atrazlne concentrations, the percentage of atrazine sorbed within 24 h ranged from 24% to 77% of the observed total amount sorbed for the longest contact period; when adsorption contact periods were more than 72 h, the deviations in curves fitted using a nonlinear Freundllch equation gradually became less. The opposite trend was observed for the atrazine concentrations in solution. The effect of adsorption contact periods on atrazine adsorption behavior was evaluated by interpreting the temporal variations in linear and nonlinear Freundlich equation parameters obtained from the phase-distribution relationships. As the adsorption contact period increased, the nonlinear Freundlich capacity coefficient kf showed a significant linear increase （r^2 = 0.9063, P 〈 0.001）. However, a significant negative linear correlation was observed for the nonlinear coefficient n, a dimensionless parameter （r^2 = 0.5666, P 〈 0.05）. Furthermore, the linear distribution coefficient kd ranged from 0.38 to 1.44 and exhibited a significant linear correlation to the adsorption contact period （r^2 = 0.72, P 〈 0.01）. The parameters kf and n obtained from a time-dependent isotherm rather than the distribution coefficient kd estimated using the linear Freundlich equation were more appropriate to predict the herbicide residue in the field and thus more meaningful for environmental assessment.     

阿特拉津与农业环境

本文介绍了阿特拉津的发展历史，阐述了其性质、特征、应用范围以及在农业环境中的运动规律，并对阿特拉津的研究现状进行了综述。     

农田尺度降雨入渗—重分布条件下阿特拉津在非饱和土壤中淋溶风险的评价

以农药阿特拉津为研究对象,通过在北京郊区一个面积为72 9m2 (2 7m×2 7m)的田间采集10 0个土壤样品,分别测定其主要理化特性,由土壤的机械组成和干容重测试数据,采用土壤传递函数生成了vanGenuchten型的水力学参数,并进一步间接计算得到阿特拉津运移的弥散度,同时,由实测的土壤有机碳含量估算了阿特拉津的吸附参数。在此基础上,根据柱模型假设,运用HYDRUS 1D软件,就所设计的由实际背景概化而来的降雨入渗—重分布算例,对阿特拉津在农田尺度非饱和土壤中的淋溶动态进行了数值模拟。结果表明:对一场雨量为90mm、雨强为30mmd-1的降雨,在连续3d降雨接着重分布2 0d的情况下,若忽略蒸散作用对土壤水分和阿特拉津运动的影响,则降雨入渗和降雨入渗—重分布过程结束时,通过土壤2 0cm耕层的阿特拉津的最大累积淋溶量分别占施用量的17.87%和75 .4 1% ;采样区域内阿特拉津淋溶通量的空间分布存在较大差异。所探明的阿特拉津易淋溶带,不仅为合理使用该农药、保护土壤环境提供了定量的依据,而且为预防该农药对浅层地下水的污染提供了重要的信息     

微生物降解阿特拉津的研究进展

除草剂阿特拉津长期使用所造成环境污染问题的日益加重,受污染土壤、水体的生物降解、生态修复等诸多问题也受到人们的广泛关注,本文综述了降解阿特拉津的微生物类群、阿特拉津降解酶以及微生物对阿特拉津的作用方式和降解途径,并对其应用前景进行了展望。     

阿特拉津和乙草胺在玉米和土壤中残留动态研究

采用田间试验和气相色谱-质谱(GC-MS)联用的检测方法研究了阿特拉津和乙草胺在玉米和土壤中的消解动态及最终残留规律。结果表明,该方法阿特拉津最低检出浓度为0.08 ng g-1,添加浓度在10~250 ng g-1范围内,回收率在85%~97%之间,相对标准偏差(RSD)在10.0%~14.4%之间;乙草胺最低检出浓度为0.40 ng g-1,添加浓度在10~250 ng g-1范围内,回收率在102%~109%之间,相对标准偏差(RSD)在9.7%~14.0%之间。阿特拉津和乙草胺在土壤中的消解动态方程分别为C=1942.7e-0.0492T和C=916.53e-0.0343T,降解半衰期分别为14.1 d和20.2 d。38%阿特拉津水悬浮液、900 g L-1乙草胺乳油剂用于玉米田除草,施药剂量分别为5.25~10.50 g hm-2、2.25~4.50 g hm-2,在玉米播种后出苗前施药,施药1次,收获期玉米籽粒中阿特拉津残留量低于0.08 ng g-1、乙草胺残留量低于0.40 ng g-1,土壤中阿特拉津残留量低于3.3 ng g-1、乙草胺残留量低于12.4 ng g-1,均满足相应的限量标准。     

阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响

采用实验室培养试验研究了阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响。结果表明：阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理释放的CO2与对照无明显差异,根据危害系数法的分级方法,其属于无实际危害级农药;阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理在初始阶段,明显降低土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮,随培养时间推移土壤微生物生物量碳和生物量氮有所恢复,随后又有所下降,30d后土壤微生物生物量变化趋于平缓;阿特拉津除草剂对土壤微生物多样性产生一定影响．其影响随培养时间而异。在一定程度上反映出土壤微生物生态特征指标可作为除草剂污染土壤环境质量变异的参考指标。     

日光温室土壤速效养分的累积和淋移特征研究

通过对不同年限日光温室土壤速效养分积累和淋移特征的研究.结果显示:日光温室土壤硝态氮含量明显高于室外粮田,铵态氮含量稍高于温室外粮田,5年、10年和14年日光温室0-100 cm土层硝态氮累积总量分别是相邻粮田积累量的4.3,5.8,7.1倍,日光温室土壤中硝态氮大量积累、淋失强烈、淋移至底层以下.5,10,14年日光温室表层土壤速效P含量均超过200 mg/kg,0～100 am土层土壤速效P积累总量分别是温室外粮田的6.2,13.2,18.0倍,5年低龄温室土壤P索淋移至40-60 cm心土层,10年以上高龄温室土壤P索淋移至底层.5.10,14年目光温室表层土壤速效K的含量均超过300 mg/kg,0～100 cm土层土壤速效K累积总量分别是温室外粮田积累量的1.8,2.9,4.4倍,10年以上高龄温室土壤K索淋移至底层以下、淋失强烈.日光温室土壤速效养分的富集率是速效P>硝态N>速效K,日光温室土壤速效养分的淋移淋失深度和强度是硝态N>速效K>速效P.     

Migration of Copper with Wheat Straw in Soil under the Alternate Dry-Wet and Eluviation Conditions

ABSTRACT

The migration of heavy metals in soil relates to the soil type and cultivation practices. It is necessary to examine the migration changes of heavy metal under the specific areas of concern. Straw returning to the field is one essence of traditional agriculture; the migration of copper (Cu) in agricultural soil of Henan province, China, with and without wheat straw under alternate dry-wet and eluviation conditions was studied in this paper. Experiments examined the morphological changes of Cu among different bound fractions of exchangeable (EXC), carbonate (CAR), iron and manganese oxide (OX), organic matter (OM), and residual (RES) under different conditions. Results showed along with the addition of wheat straw in the soil, the CAR and OX fractions decreased while the OM and RES fractions increased, at the same time, the EXC fractions decreased at high Cu concentration and increased at low Cu concentration. In addition, the EXC and CAR fractions of Cu increased and the RES fractions decreased when the Cu concentration rose under dry-wet alternate conditions. In the eluviation experiment, the release amount and rate of Cu improved along with the addition of wheat straw. Although wheat straw could make the distribution of Cu turn into the more stable fractions such as RES, the heavy metal was unstable and much easier to dissolve into the leaching water in the course of heavy metal migration. According to the results, it was suggested the wheat straw returning to the field should comprehensively consider the local conditions.     

Column Holdup Formula of Soil Solute Transport

The shortcomings of the present two formulae for describing column holdup are analyzed and deductions are made to find a new formula. The column holdup, Hw, described by the new formula is dimensional,and related to soil solute transport kinesis and column physical properties. Compared with the other two column holdups, Hw is feasible to describe dimensional column holdup during solute transport process. The relationships between Hw and retardation factor, R, in different solute transport boundary conditions are established.     

土壤矿物和胡敏酸对阿特拉津的吸附-解吸作用研究

选取了6种土壤矿物(蒙脱石、高岭石、钙饱和处理蒙脱石、钙饱和处理高岭石、无定型氧化铁和无定型氧化铝),以及从土壤中提取纯化的3种胡敏酸为材料,采用批量吸附平衡法,研究土壤矿物和胡敏酸对阿特拉津的吸附特性。结果表明,各吸附剂对阿特拉津的吸附均能采用Frundlich方程进行较好地拟合(r≥0.982,p0.01)。胡敏酸对阿特拉津具有最大的吸附性能,其固-液分配系数(Kd值)随平衡浓度(Ce值)的变化基本恒定,吸附等温线呈线性(Frundlich方程常数N≈1),吸附以分配溶解作用为主,吸附可逆性较高。黏土矿物(特别是蒙脱石)对阿特拉津也具有较强的吸附能力,Kd值随Ce值增加而增加,吸附等温线呈S型(N1),吸附主要是通过表面亲水作用。无定型氧化铁铝的Kd值随Ce值增加而降低,当Ce达到一定水平后,Kd趋于恒定,吸附等温线呈L形(N1),吸附主要是通过无定型氧化物表面的羟基与阿特拉津分子间的化学键合作用,吸附可逆性最差。     

阴/非表面活性剂对菲污染砂土柱淋洗研究

采用玻璃土柱法比较研究了1000、2000、3000和4000mg·L^-1的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、非离子表面活性剂聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯（Tween80）及不同质量配比的混合表面活性剂（SDBS-Tween80）（S∶T=1∶1、1∶2和1∶4）对砂土中菲的柱淋洗。结果表明,SDBS对菲的淋洗曲线总体上呈现先上升到峰值而后下降的变化规律,且呈锯齿形波动;而Tween80与SDBS-Tween80对菲的淋洗曲线具有相似的规律,即淋出液中菲浓度随表面活性剂淋洗液孔隙体积数增大呈现急剧增大、达到峰值后逐渐降低的趋势。淋洗结束时（菲流出浓度接近于0时）,不同浓度的Tween80和SDBS-Tween80对菲的总去除率均可达90.5%以上,而4000mg·L^-1的SDBS对菲的总去除率则仅为76.4%。此外,随着Tween80或SDBS-Tween80浓度增大,菲浓度峰值增大,开始有菲淋出时,菲浓度峰值以及菲流出浓度接近于0时对应的孔隙体积数均减小。菲浓度峰值与表面活性剂浓度呈正相关,累积孔隙体积数与表面活性剂浓度呈负相关。在淋出液累计孔隙体积数相同时,同种表面活性剂对菲的去除率与表面活性剂浓度呈正相关。     

Arthrobacter sp. AG1菌株降解土壤中阿特拉津研究

在阿特拉津浓度为50mg/kg干土的黄棕壤、潮土和红壤接种1.5×106CFU/g干土的降解菌Arthrobacter sp. AG1,10天后土壤中的阿特拉津分别降解至1.5、6.6和10mg/kg干土。阿特拉津的降解速率受到土壤性质的影响,但AG1仍能在不满足其生长繁殖要求的pH值的土壤中有效降解酸性土壤中阿特拉津;土壤中水分含量对降解效果影响较大,>20%时降解效果较好;土壤低含水量和低pH值会导致AG1降解阿特拉津的活力下降。不同的接种量对降解效果有一定影响,但105～107CFU/g干土接种量的AG1都能有效发挥降解作用。AG1降解完土壤中的阿特拉津后,在土壤含水量分别为5%和15%的情况下能长期保持降解活性,对60天后第2次施入黄棕壤和潮土中的50mg/kg阿特拉津4天时降解效率在65%以上。     

无定型氧化铁对土壤中阿特拉津吸附-解吸的影响

选取人工合成的无定型氧化铁(AHOsFe)纯矿物,以及两种典型土壤(黑土和砖红壤)的原土(S1和S2)和AHOsFe包被土壤(AHOsFe-S1和AHOsFe-S2)为研究材料,采用批量平衡法,研究AHOsFe对土壤中阿特拉津(AT)吸附—解吸行为的影响及其机理。研究结果表明,各吸附剂对AT的吸附均能采用Freundlich方程进行较好地拟合(r≥0.996,p0.01),AHOsFe对AT具有较强的吸附性能和较高的吸附非线性,AHOsFe包被黑土和砖红壤后,两种土壤对AT的吸附能力(Kd值)分别增加56.3%和43.8%。各吸附剂对AT均存在解吸迟滞效应,两种土壤及被AHOsFe包被后,其对AT的解吸迟滞系数(HI)在AT低初始浓度时随浓度的增加而降低,而在AT高初始浓度时随浓度的增加略有增加,AHOsFe对AT的HI则随AT初始浓度的增加而增加,说明不同吸附剂在AT不同初始浓度时的解吸迟滞机制不同。与土壤相比,AHOsFe对AT具有较强的解吸迟滞效应,但AHOsFe包被土壤后,却降低了土壤对AT的解吸迟滞效应。