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1、农药在土壤中的迁移转化主要内容主要内容农药在土壤中的迁移农药在土壤中的生物转化农药在土壤中的化学转化1.1.农药农药在土壤中的迁移扩散扩散是由于热能引起分子的不规则运动而使物质分子发生转移的过程。质体流动质体流动是由于水或者土壤微粒或者是两者共同作用所致。影响影响因素因素土壤水分含量吸附孔隙度温度农药本身性质影响影响因素因素吸附有机质含量农药本身性质1.1.农药农药在土壤中的迁移农药与土壤有机质农药与土壤有机质分配作用特征分配作用特征吸附等温线吸附等温线呈线性呈线性不存在竞争不存在竞争吸附吸附与溶解度与溶解度相关相关影响因素影响因素有机质有机质含量含量农药农药结构结构2.2.农药在土壤中的生物
2、转化农药在土壤中的生物转化生长代谢生长代谢定义:定义:微生物利用有毒物质微生物利用有毒物质作为微生物培养的唯一碳源作为微生物培养的唯一碳源的代谢过程即是生长代谢。的代谢过程即是生长代谢。特点:特点:在生长代谢过程中微在生长代谢过程中微生物对污染物可以进行较彻生物对污染物可以进行较彻底的降解或矿化,属于解毒底的降解或矿化,属于解毒生长基质。生长基质。共代谢共代谢定义:定义:co-metabolismco-metabolism,某些某些有机污染物不能作为微生物有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须与的唯一碳源与能源,必须与另外的化合物存在提供微生另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,有机
3、物才物碳源或能源时,有机物才能被降解。能被降解。特点:特点:只有在初级能源物质只有在初级能源物质存在时才能进行的有机化合存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程。物的生物降解过程。2.2.农药在土壤中的生物转化农药在土壤中的生物转化外加碳源显著促进DDT生物降解;不同外加碳源影响DDT生物降解速率;DDT生物降解符合准一级反应动力学方程。2.2.农药在土壤中的生物转化农药在土壤中的生物转化中间产物最终产物反应物DDTDDT被生物降解机理(体系外加丙酸钠):被生物降解机理(体系外加丙酸钠):图3 DDT生物降解中间产物跟踪分析2.2.农药在土壤中的生物转化农药在土壤中的生物转化DDTDDT被被生
4、物共代谢降解小结:生物共代谢降解小结:在缺氧情况下,沉积物中p,p一DDT还原脱氯行为遵循准一级反应动力学。无外加碳源时,沉积物中的 p,p一DDT还原脱氯非常缓慢;外加碳源物质后,微生物代谢外加碳源的同时代谢 p,p一DDT,降解速率较不加碳源物质的情况可提高10倍左右,生物降解性明显得到改善。外加丙酸钠的效果最显著。沉积物中p,p一DDT的缺氧降解的主要产物是 p,p一DDD,并产生少量的 p,p一DDE;p,p一DDD在 p,p一DDT的缺氧降解的后期发生降解。3.3.农药在土壤中农药在土壤中的化学转化的化学转化光氧化分解光氧化分解定义:定义:微生物利用有毒物质微生物利用有毒物质作为微生
5、物培养的唯一碳源作为微生物培养的唯一碳源的代谢过程即是生长代谢。的代谢过程即是生长代谢。特点:特点:在生长代谢过程中微在生长代谢过程中微生物对污染物可以进行较彻生物对污染物可以进行较彻底的降解或矿化,属于解毒底的降解或矿化,属于解毒生长基质。生长基质。共代谢共代谢定义:定义:co-metabolismco-metabolism,某些某些有机污染物不能作为微生物有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须与的唯一碳源与能源,必须与另外的化合物存在提供微生另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,有机物才物碳源或能源时,有机物才能被降解。能被降解。特点:特点:只有在初级能源物质只有在初级能源物质存
6、在时才能进行的有机化合存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程。物的生物降解过程。3.3.农药在土壤中农药在土壤中的化学转化的化学转化3.3.农药在土壤中农药在土壤中的化学转化的化学转化DDTDDT被化学降解机理:被化学降解机理:3.3.农药在土壤中农药在土壤中的化学转化的化学转化研究者考察了在土壤表面阿特拉津的紫外光降解行为,考察了土壤粒度、pH值、腐殖质等因素对阿特拉津光降解的影响。实验类别实验类别速率常数速率常数Ks(dKs(d-1-1)湿砂粒0.0953湿粘粒0.1316pH5.580.1610pH8.630.1509加腐殖质0.1527无腐殖质0.1212范小振等,土壤通报,2005
7、,36(3),456-459.3.3.农药在土壤中农药在土壤中的化学转化的化学转化研究结果表明:l由于太阳光在土壤表面的穿透能力差,阿特拉津的光解反应仅发生在0.3mm以内的土壤表面;l土壤粒度越细,阿特拉津的光解速率越快;l土壤酸碱性显著影响阿特拉津的光解;l土壤有机质,尤其是腐殖酸,能够促进阿特拉津的光解;l太阳光辐射下光解速率常数为0.08 0.17d-1,光解反应近似为一级反应。小结小结l农药迁移农药迁移扩散扩散质体质体流动流动l农药的生物转化农药的生物转化微生物生长代谢微生物生长代谢微生物共代谢微生物共代谢l农药农药的化学转化的化学转化有机氯农药在微生物的作用下发生缺氧脱氯反应;有机氯农药在微生物的作用下发生缺氧脱氯反应;除草剂在土壤表面有可能被光化学分解。除草剂在土壤表面有可能被光化学分解。