丁虫腈在稻田中的环境归趋及其对水生生物风险评价研究

【摘要】丁虫腈是我国自主开发的一种新型杀虫剂。为了科学评价丁虫腈在环境中的降解机制及其在稻田使用后对水生生物的风险。本文研究了丁虫腈及其代谢产物在稻田环境介质中的检测方法；丁虫腈在水和土壤中的降解动力学、影响因素及其代谢机制；土壤对其的吸附、移动和影响因素；最后应用多层次的生态风险评价方法,系统评价了丁虫腈在稻田使用过程中对水生生物的安全性,及其在稻田-鱼塘生态系统中的消解动态。主要研究内容及结果如下：1.丁虫腈在水和土壤中的降解动力学、影响因素和代谢机制。采用室内模拟试验研究了丁虫腈在水体中的光解、水解及其在5种不同类型的土壤中的降解特性。结果表明,丁虫腈在酸性和中性条件下的缓冲溶液中比较稳定、不易水解,而在碱性且温度较高条件下水解较快,在50℃、pH值为9.0的缓冲溶液中降解半衰期为26.7d。通过对水解产物的鉴定,推断丁虫腈的水解机理为碱催化水解。在光照度条件为40001x、紫外强度为25μw/cm2的人工光源氙灯条件下、丁虫腈在秦淮河河水、滆湖水和超纯水中的降解半衰期分别为63.0min、37.7min、96.0min,王要降解产物为氟虫腈。丁虫腈在5种不同类型土壤中在积水厌气条件下降解半衰期小于好氧条件。在陕西潮土中降解最快,好氧和积水厌气条件下半衰期分别为89.3d和69.2d2.丁虫腈在不同土壤中的吸附和移动特性研究。采用振荡平衡法和薄层层析法,研究了丁虫腈在5种不同土壤中的吸附和移动特性及影响因素。丁虫腈在5种土壤中的吸附特性能较好的用Freundlich模型拟合,吸附能力顺序为东北黑土>太湖水稻土>陕西潮土>江西红壤>南京黄棕壤,吸附系数Kf值分别为599.6、306.8、290.9、132.8、87.9mg1-nr·kg-1,具有极强的吸附性,主要影响因素是土壤有机质含量。土壤对丁虫腈吸附自由能变化均小于40kJ/mol,属于物理吸附。丁虫腈在5种土壤中均不易移动,土壤薄层移动试验的Rf值均小于0.17。3.运用多层次生态风险评价方法研究丁虫腈稻田使用对水生生物的安全性,及其消解规律。结果表明,丁虫腈对中华绒螯蟹、罗氏沼虾的LC50(96h)分别为0.40和0.011mg-L-1。丁虫腈施用后除少量漂移损失外,主要残留于水稻植株与田水中,模拟系统和野外系统中稻田水中最高浓度分别达到0.034mg·L-1、0.024mg·L-1,消解半衰期分别为5.0d、3.12d。施药24h后,将模拟降雨将稻田水排入试验塘,模拟系统和野外系统中,试验塘水体中丁虫腈最高浓度分别为0.0018mg·L-1、0.0011mg·L-1,消解半衰期分别为8.9d、7.2d。水体中丁虫腈主要的消解途径是水稻土和底泥的吸附作用,而且丁虫腈在水稻土和底泥中降解缓慢。试验结果同时表明丁虫腈乳油稻田施用对鲫鱼和中华绒螯蟹危害较小,对罗氏沼虾有一定的潜在危害。
【作者】何健；
【导师】单正军；周立祥；
【作者基本信息】南京农业大学，环境工程，2013，硕士
【关键词】丁虫腈；环境行为；稻田；水生生物；风险评价；

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