吡蚜酮在土壤中的吸附与解吸行为研究

【摘要】吡蚜酮,[IUPAC名称为：(E)-4,5-二氢-6-甲基-4-(3-吡啶亚甲基胺)-1,2,4-三嗪-3(2H)-酮],是一种新型吡啶杂环类的选择性杀虫剂,主要针对半翅类昆虫或同翅类昆虫。近年来,吡蚜酮广泛地应用于水稻和小麦等作物。然而,最近美国环境保护署(EPA)将吡蚜酮归为人类“可能”的致癌物。因此,有关吡蚜酮的环境行为研究非常重要。吸附和解吸行为影响了农药在土壤-水环境中的移动性,因而决定了农药进入和污染地表水的可能性；除此之外,被土壤吸附还会导致农药的生物利用度降低,减少了农药与生物的接触,从而降低其对环境的风险。然而目前人们对于吡蚜酮在土壤中吸附的研究较少,因此本文的目的在于评价吡蚜酮在不同种类中国土壤中的吸附解吸行为。本文利用批量平衡法研究了吡蚜酮在6种土壤中的吸附解吸行为,吸附和解吸等温线均很好地符合Freundlich模型(0.981<r<1.000)。Freundlich吸附系数KF(mLg-1)从3.37变化至58.32,吸附等温线斜率1/n在0.57至0.91范围内,表明吡蚜酮在土壤中的吸附是非线性的。吡蚜酮的吸附可分为快速吸附和慢速吸附两个阶段,在土壤A中的吸附动态用Elovich拟合,得出方程y=2.007Ln(x)+8.6651,相关性系数R2=0.9601。6种土壤之间,解吸过程吸附系数的大小顺序与吸附过程一致；并且对于同一土壤,解吸系数均大于吸附系数,表明了吡蚜酮一旦被土壤吸附,则较不易被解吸至水体中。通过多方差分析,得出吡蚜酮在不同土壤中吸附系数与土壤性质之间的回归方程：logKF=3.9021-3.5339×Log(pHin0.01MCaCl2)+0.7106×logOC%,相关系数R2=0.9661,说明土壤有机质含量与吡蚜酮的吸附系数呈正相关,而土壤pH与吡蚜酮的吸附系数呈负相关。除此之外,本文考察了土水比例,CaCl2浓度以及制剂类型3个因子对吡蚜酮在土壤中吸附的影响。首先,通过一个3因子二水平的正交试验来筛选显著影响因子。结果表明,3个因子对吡蚜酮在土壤中的吸附均影响显著(p<0.05),影响程度大小顺序为：土水比例>>CaCl2浓度>制剂类型。随后,分别单独研究每个因子对吡蚜酮在土壤中吸附的影响。当土水比例为0.05,0.1,0.2及0.5时,随着土水比例的增加,吡蚜酮在土壤中的吸附常数呈指数级地增长,吸附常数Kd(mLg-1)分别为0.75,3.17,5.60及8.17。随着CaCl2浓度的升高,土壤对吡蚜酮的吸附常数迅速下降,这种下降在CaCl2浓度从0变化至O.01M时尤为剧烈。与对照空白试验(不添加CaCl2)相比,当CaCl2浓度为0.01,0.1及1M时,吸附常数Kd分别以7.5%,24.0%及36.2%的比率下降,即说明吸附常数的下降随着CaCl2浓度的增加不呈线性。本研究还选取了5种不同吡蚜酮制剂(剂型种类及含量均不同),研究了制剂类型对吡蚜酮在土壤中的吸附影响。制剂F1,F2及F3在土壤中的吸附常数明显高于原药(p<0.05)；而制剂F4的吸附常数低于原药(p<0.05)；仅制剂F5的吸附常数与原药无明显区别(p=0.35)。因此,如果利用原药在土壤中吸附的数据去推测制剂样品在土壤中的吸附行为,可能会引起一定的偏差。
【作者】高明星；
【导师】杨红；
【作者基本信息】南京农业大学，农药学，2013，硕士
【关键词】吡蚜酮；土壤；吸附；解吸；

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