农田系统中除草剂阿特拉津的环境行为和生态修复研究进展

对阿特拉津在农田土壤中的行为进行了分析,着重评述了阿特拉津的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解、生态毒理、生物修复,最后提出微生物降解法修复阿特拉津污染农田具有广阔的研究前景。     

阿特拉津对绿麦隆吸附-解吸作用的影响

采用批平衡实验,研究绿麦隆在单一及复合污染体系中的吸附-解吸行为.结果表明,无论是单一体系还是复合体系,吸附等温线均可用Freundlich模型进行良好的拟合.随着阿特拉津浓度的增加,土壤对绿麦隆的吸附作用降低,表明绿麦隆和阿特拉津之间存在竞争吸附,这可能与土壤的有机质类型和绿麦隆、阿特拉津的性质、结构有关.解吸实验表明,随着阿特拉津的浓度增加,绿麦隆的解吸作用增加.吸附过程的拟合指数n值大于解吸过程的对应值,即绿麦隆在不同体系中的解吸作用均存在一定的滞后性.应用Freundlich解吸等温线参数对吸附-解吸等温线的滞后作用进行量化,CT、(CT+0.5AT)、(CT+1AT)和(CT+2AT)处理解吸等温线的滞后系数ω分别为165.200,146.132,94.534和85.945,即随阿特拉津浓度增加,绿麦隆解吸等温线的滞后性降低.     

表达细菌阿特拉津氯水解酶基因的转基因烟草对土壤中阿特拉津的生物降解

植物修复(Phytoremediation)技术是消除或减少土壤环境中有机污染物的重要手段.本研究采用植物转基因技术对土壤中除草剂阿特拉津的降解进行了探索.通过农杆菌介导将阿特拉津氯水解酶基因ADl-atzA转入烟草中,获得了转基因植株.T1代植株在浇灌了20 mg·L-1阿特拉津溶液的模拟污染土壤条件下生长45 d,抗性植株的RT-PCR结果证实叶片中阿特拉津氯水解酶基因得到正常转录,液相色谱质谱分析在叶片中检出阿特拉津的水解产物羟基阿特拉津.结果表明,用转基因植物修复阿特拉滓污染土壤是值得进一步探索的途径.     

阿特拉津对土壤微生物类群及土壤呼吸强度的影响

通过实验室培养试验,研究了阿特拉津对土壤中3大类微生物种群动态变化的影响,结果表明:阿特拉津对细菌、放线菌的生长均有明显促进作用,对真菌生长的促进作用不明显;细菌和放线菌是阿特拉津胁迫下的优势菌群.利用密闭法测定阿特拉津对土壤呼吸的影响表明,阿特拉津对土壤呼吸有促进作用:质量分数低(0.43、0.87 μg·g-1)的阿特拉津的促进作用持续时间短;质量分数高(1.73、8.7 μg·g-1)的阿特拉津的促进作用持续时间较长.     

木薯渣基生物质炭对土壤中阿特拉津 吸附特性的影响

以木薯渣为前驱物,采用持续升温限氧法制备了不同温度(350、550、750益)的生物质炭(BC350、BC550 和BC750),并对其结构和成分进行了表征。基于guideline106 批量平衡法,研究了生物质炭对砖红壤中阿特拉津吸 附行为的影响。结果表明,阿特拉津的吸附动力学是一个先快后慢的过程,生物质炭施用可缩短阿特拉津达到吸 附平衡的时间,施入量越多,达到饱和的时间越短。施入量相同条件下,最早到达平衡的处理是BC750,BC550 次 之,BC350 最后达到饱和。伪二级动力学方程能较好地描述生物质炭对砖红壤中阿特拉津的吸附动力学特性（R2> 0.864）。阿特拉津在生物质炭土壤中的吸附等温线表现为非线性,分配作用和表面吸附作用联合是主要机制。在土 壤中添加3%和5%BC750 的处理用Temkin 方程拟合最佳,其余处理均符合Langmuir 方程和Freundlich 方程。logKF 值随着生物质的量增加而逐渐增大。对于不同温度制备的生物质炭,logKF 的大小顺序表现为BC750>BC550> BC350,说明土壤中阿特拉津的吸附能力与生物质炭的热解温度有关。此外,阿特拉津的吸附-解吸过程存在明显 的滞后现象,滞后系数HI 均大于1,且表现为BC750>BC550>BC350。因此,土壤中阿特拉津的风险评价和修复需 考虑滞后现象。     

土壤表面阿特拉津的紫外光解动力学研究

采用田间土壤，在人工光解装置箱中研究了在紫外光照射下土壤表面阿特拉津的光解行为以及影响其光解行为的因素。实验测得阿特拉津的光解速率常数为0．0953～0．1864min，光解深度为0．10～0．23mm，半衰期为3．7～7.3min。研究结果表明，土壤粒度、pH值、有机物含量、土壤湿度、腐植酸含量及表面活性剂含量均会对阿特拉津在土壤表面的光解产生影响。     

阿特拉津对我国东北半干旱区黑钙土微生物活性影响研究

按照0.5～800 μg·g-1 soil施入量添加阿特拉津到黑钙土中培养54 d进行实验窜培养试验,研究了阿特拉津对我国东北半干旱区黑钙土微生物量碳、土壤碳及氮矿化量、脲酶和脱氢酶活性影响.结果表明,阿特拉津添加到土壤中后,显著提高了(P<0.05)土壤微生物量碳,增加了土壤碳及氮矿化量,提高土壤脱氢酶活性;多数情况下.各培养时间添加阿特拉津各处理间土壤脲酶活性的差异未达到显著水平(P<0.05).由此得出结论:土壤脱氧酶活性、土壤微生物母碳和土壤碳矿化量及氮矿化量是对阿特拉津处理土壤较敏感的生物学指标,适合作为半干旱区黑钙土微生物活性对阿特拉津响应的参数;而土壤脲酶活性不适合作为半干旱区黑钙土土壤微生物活性的指标,因为它不能敏感地反映阿特拉津作用下土壤脲酶活性差异.     

阿特拉津的主要降解产物在土壤中转化与运移的研究进展

 阿特拉津是中国华北和东北地区玉米地常用的除草剂,它在土壤环境中的主要降解产物脱乙基阿特拉津和脱异丙基阿特拉津具有与其母体化合物类似的毒性,且极性高、易在土壤中运移。对阿特拉津的主要降解产物在土壤环境中的运移与转化规律开展定量研究,已受到环境科学和土壤科学领域的关注,但系统深入的研究尚不充分。本文较详细地介绍了阿特拉津的主要降解产物在土壤中的吸附、降解和淋溶方面的国内外研究进展,为国内的科研工作者开展与此相关的研究工作提供参考。     

纳米粘土矿物对阿特拉津的吸附-解吸特性研究

采用批量平衡实验,研究了纳米粘土矿物与原粘土矿物对除草剂阿特拉津的吸附解吸特性.结果表明,牯土矿物对阿特拉津的吸附-解吸均能用Freundlich方程很好地拟合.随着溶液中阿特拉津浓度的增加,粘土矿物对阿特拉津的吸附量增加;粘土矿物粒径越小,吸附量越大,纳米粘土矿物的吸附量显著大于原粘土矿物.粘土矿物对阿特拉津吸附量大小顺序为:纳米SiO2>纳米蒙脱石>凹凸棒石>蒙脱石>SiO2.粘土矿物对阿特拉津的解吸表现出一定的滞后效应,即粘土矿物吸附的阿特拉津越多,解吸的越少.粘土矿物对阿特拉津的解吸率大小顺序为:SiO2>凹凸棒石>纳米蒙脱石>纳米SiO2>蒙脱石.     

阿特拉津在土壤中的解吸行为研究

[目的]了解不同类型土壤中阿特拉津的解吸行为。[方法]分别将一定量的贫瘠土、耕作土及污泥土按一定比例加入已知浓度和体积的阿特拉津药液中,两相分开后测定液相中农药的平衡浓度,计算单位质量土壤吸（解）附农药的量,并分析土壤有机质含量、pH值、温度及投加量等对阿特拉津解吸过程的影响。[结果]阿特拉津在3种土壤中解吸量的变化趋势基本一致,其解吸浓度随时间的推移不断上升;土壤有机质含量与农药解吸量成正比;在合适的温度范围内,温度升高有利于农药解吸;在适宜的pH值范围内,农药的解吸量随土壤pH值的升高而增加。[结论]土壤中阿特拉津的解吸行为受土壤有机质含量、pH值、温度及投加量等的影响较大。