八氯二丙醚在土壤中的吸附与解吸

论文摘要

本论文采用OECD Guideline106批处理恒温振荡法，系统研究了农药增效剂八氯二丙醚在不同类型土壤中的吸附、解吸行为，明确了八氯二丙醚在不同类型土壤中的吸附、解吸动力学反应过程，建立了土壤对八氯二丙醚吸附、解吸模型及自由能模型，探讨了pH、离子强度、有机质含量、表面活性剂、化肥硝酸铵等常见不同因子对八氯二丙醚土壤吸附的影响。得出以下结论：1.八氯二丙醚在不同类型土壤中的吸附、解吸动力学研究结果表明：红壤、潮土、黄褐土、水稻土等四种供试土壤对八氯二丙醚的吸附、解吸行为在12h内均可达到平衡。且有机质含量较高的水稻土达到吸附平缓期（完成95%的吸附量）的时间要显著小于其他三种土壤。2.八氯二丙醚在四种土壤中的吸附、解吸热力学行为研究结果表明：八氯二丙醚在四种土壤中的吸附解吸等温曲线均可用线性等温方程和Freundlich等温方程描述，其等温曲线均属于S-型。八氯二丙醚在红壤、潮土、黄褐土、水稻土等四种供试土壤中的Kfads分别为31.94L/kg、134.62L/kg、372.64L/kg和413.99L/kg，解吸附能力恰好相反，Kfdes分别为85.14L/kg、340.00L/kg、592.35L/kg和792.41L/kg。可见，水稻土对八氯二丙醚的吸附能力最强，淋溶性最差，对地下水的污染风险较小，而红壤中的吸附能力最弱，八氯二丙醚的淋溶性最强，对地下水具有一定的潜在威胁。八氯二丙醚在黄褐土、水稻土、红壤三种土壤中的解吸均存在滞后性，而在潮土中的解吸滞后性不明显。3.将四种土壤对八氯二丙醚的吸附常数Kd与各土壤性质进行相关性分析可知：土壤机质含量和阳离子交换量（CEC）是导致土壤吸附存在差异的主要因素，土壤对八氯二丙醚的吸附能力随土壤有机质含量和阳离子交换量（CEC）的增大而增大；其中土壤有机质含量对土壤吸附能力影响更明显。土壤的其他性质如pH、粘粒含量对八氯二丙醚的吸附作用影响不明显。4.由八氯二丙醚在四种土壤中的有机质吸附常数（KOM）按McCall的分类方法可知：八氯二丙醚在四种土壤中的吸附性能较强，属于难移动的一类化合物。八氯二丙醚在红壤、潮土、水稻土、黄褐土中吸附自由能△G0分别为:-4.46、-5.22、-5.65、-5.76Kcal/mol均为负值，即在四种土壤上的吸附的属于物理吸附。5.不同土壤影响因素下对八氯二丙醚吸附行为的研究结果表明：不同水土比下土壤对八氯二丙醚的吸附能力存在差异，水土比越大，土壤对八氯二丙醚的吸附能力增大。在pH5-9范围内，pH较低时有利于土壤对八氯二丙醚的吸附。但总体上pH对土壤吸附八氯二丙醚的能力影响不明显。不同浓度CaCl2为电解质条件下土壤对八氯二丙醚的吸附情况是：随着土壤中离子强度的增大，土壤对八氯二丙醚的吸附量有所降低。土壤有机质是影响吸附强度和吸附容量的主要因素，去除有机质后红壤、潮土、黄褐土、水稻土的Kf值分别为：66.37、16.98、113.95、44.53L/kg。过氧化氢去除土壤有机质后，土壤吸附八氯二丙醚的吸附能力明显减小。6.以江西红壤为对象，探讨了三种土壤常见环境物质（NH4NO3、SDBS、吐温80）对八氯二丙醚在红壤中吸附动力学的影响。结果表明：NH4NO3电解质可以明显减少土壤对于八氯二丙醚的吸附，NH4NO3添加浓度在1500mg/L和600mg/L时，八氯二丙醚在红壤中的吸附常数Kd值分别为4.93、8.01，根据农药环境安全评价准则，在添加了NH4NO3后红壤对八氯二丙醚的吸附能力下降明显，即人为施用过多NH4NO3会对八氯二丙醚起到洗脱作用，对八氯二丙醚的淋溶和随地表径流的迁移具有促进作用。阳离子表面活性剂（SDBS）和非离子表面活性剂（吐温80）均可在一定程度上减少红壤对八氯二丙醚的吸附，增加其移动性。且吐温80对红壤吸附的抑制作用较SDBS的抑制作用明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 术语与缩略语表
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 土壤中农药的归趋
• 1.1.1 挥发
• 1.1.2 淋溶
• 1.1.3 吸附
• 1.1.4 降解
• 1.2 土壤对农药的吸附作用
• 1.2.1 吸附等温线
• 1.2.2 平衡吸附模型
• 1.2.2.1 线性分配模型
• 1.2.2.2 Freundlich 模型
• 1.2.2.3 Langmuir 模型
• 1.2.3 吸附/解吸作用的实验方法
• 1.2.3.1 振荡平衡法
• 1.2.3.2 淋洗法
• 1.2.3.3 色谱法
• 1.2.3.4 水—醇分配系数法
• 1.2.4 土壤吸附的影响因子
• 1.2.4.1 土壤理化性质
• 1.3 土壤对农药的解吸作用
• 1.4 八氯二丙醚研究进展
• 1.4.1 理化性质
• 1.4.2 生物活性
• 1.4.3 毒理学研究
• 1.4.3.1 急性毒性
• 1.4.3.2 细胞毒性
• 1.4.4 环境行为
• 1.4.4.1 田间消解
• 1.4.4.2 水体中的消解
• 1.4.4.3 植物体内降解
• 1.4.4.4 动物体及人体内降解
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1. 药品与试剂
• 3.2 主要仪器设备
• 3.3 供试土壤及样品处理
• 3.3.1 样品采集及处理
• 3.3.2 实验材料的准备
• 3.4 水中八氯二丙醚的残留分析方法
• 3.4.1 提取
• 3.4.2 气相色谱测定
• 3.4.3 标准工作曲线绘制
• 3.5 储备液存放时间的确定
• 3.6 吸附解吸试验
• 3.6.1 土壤/溶液比的优化选择
• 3.6.2 吸附动力学试验
• 3.6.3 解吸动力学试验
• 3.6.4 八氯二丙醚在四种土壤中的吸附试验
• 3.6.5 八氯二丙醚在四种土壤中的解吸试验
• 3.6.6 pH 值对八氯二丙醚吸附的影响
• 3.6.7 离子强度对八氯二丙醚吸附的影响
• 3.6.8 土壤有机质对八氯二丙醚吸附的影响
• 3.6.9 几种环境物质对八氯二丙醚在土壤中吸附的影响
• 3.7 数据处理
• 3.7.1 八氯二丙醚的吸附量的计算
• 3.7.2 吸附率（Ati）的计算
• 3.7.3 解吸率（Dti）的计算
• 3.7.4 分配系数（Kd）的计算
• 3.7.5 Freundlich 方程
• 3.7.6 有机质吸附常数（Kom）
• 4 结果与分析
• 4.1 标准工作曲线
• 4.2 添加回收率
• 4.3 八氯二丙醚的水解动态
• 4.4 土壤溶液比选择结果
• 4.5 八氯二丙醚吸附与解吸附动力学试验
• 4.6 不同土壤对八氯二丙醚吸附/解吸行为的影响
• 4.7 八氯二丙醚在土壤上的吸附自由能
• 4.8 八氯二丙醚的解吸特性
• 4.9 不同土壤条件下对八氯二丙醚吸附的影响
• 4.9.1 pH 对土壤中八氯二丙醚吸附行为的影响
• 4.9.2 不同离子强度对土壤中八氯二丙醚吸附行为的影响
• 4.9.3 土壤有机质对土壤吸附八氯二丙醚的影响
• 4.10 几种环境物质对八氯二丙醚在红壤中吸附的影响
• 4.10.1 八氯二丙醚在重蒸水中的吸附动力学曲线
• 4.10.2 CaCl2对八氯二丙醚吸附动力学的影响
• 4.10.3 SDBS 对八氯二丙醚吸附动力学的影响
• 4.10.4 吐温 80 对八氯二丙醚在土壤中吸附的影响
• 4.10.5 NH4NO3对八氯二丙醚在土壤中吸附的影响
• 5 讨论
• 5.1 八氯二丙醚吸附解吸动力学
• 5.2 八氯二丙醚吸附、解吸热力学
• 5.2.1 八氯二丙醚在四种土壤中的吸附解吸行为
• 5.2.2 土壤不同理化性质对八氯二丙醚吸附的影响
• 5.2.3 八氯二丙醚在四种不同土壤中的自由能模型
• 5.3 不同土壤条件下对八氯二丙醚吸附的影响
• 5.3.1 pH
• 5.3.2 离子强度
• 5.3.3 有机质含量
• 5.4 外来环境物质对土壤吸附能力的影响
• 5.4.1 表面活性剂
• 5.4.1.1 SDBS 对土壤吸附八氯二丙醚的影响
• 5.4.1.2 吐温 80 对八氯二丙醚在土壤中吸附的影响
• 5.4.2 化肥硝酸铵
• 5.5 小结
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的学术论文