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1 第四章土壤環(huán)境化學(xué) 第一節(jié)土壤的組成與性質(zhì)第二節(jié)重金屬在土壤 植物體系中的遷移及其機(jī)制一 土壤 植物系統(tǒng)中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化二 影響重金屬在土壤 植物體系中轉(zhuǎn)移的因素三 植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制研究土壤 植物系統(tǒng)中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的重要性重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化四 土壤重金屬植物修復(fù)技術(shù)的原理及應(yīng)用第三節(jié)土壤中農(nóng)藥的遷移 2 第二節(jié)重金屬在土壤 植物體系中的遷移及其機(jī)制 土壤含有一定量的重金屬元素 Cu Zn Mo Fe Mn等 其中很多是作物生長(zhǎng)所需要的微量營(yíng)養(yǎng)元素 酶催化劑 土壤重金屬污染的概念 進(jìn)入土壤的重金屬元素積累的濃度超過(guò)了作物需要和可忍受程度 表現(xiàn)出受毒害的癥狀 或作物生長(zhǎng)雖未受害 但產(chǎn)品中某種重金屬含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 造成對(duì)人畜的危害 3 土壤 植物系統(tǒng)重金屬污染的特點(diǎn) 重金屬污染 不但影響植物產(chǎn)量與品質(zhì) 而且也影響大氣和水環(huán)境質(zhì)量 重金屬可為生物所富集并通過(guò)食物鏈而最終在人體內(nèi)積累 危害人體健康 重金屬不能被土壤微生降解 可在土壤中不斷積累 具有隱蔽性 長(zhǎng)期性和不可逆性的特點(diǎn) 土壤一旦遭受重金屬污染 就難以徹底消除 4 一 土壤 植物系統(tǒng)中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化 1 重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化1 土壤膠體對(duì)重金屬的吸附作用2 土壤中重金屬的配合作用3 土壤中重金屬的沉淀和溶解作用4 土壤中重金屬的生物轉(zhuǎn)化2 主要重金屬離子在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化鎘 Cd 鈷 Co 鉻 Cr 砷 As 汞 Hg 鉛 Pb 5 1 土壤膠體對(duì)重金屬的吸附作用 同一類(lèi)型的土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)越高 越易被土壤膠體所吸附 具有相同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子 離子半徑越大 越易被土壤膠體所吸附 土壤中膠體性質(zhì)對(duì)重金屬的吸附影響如對(duì)Cu2 的吸附順序?yàn)?氧化錳 有機(jī)質(zhì) 氧化鐵 伊利石 蒙脫石 高嶺石pH值上升 金屬離子的吸附量增加 6 2 土壤中重金屬的配合作用 重金屬可與土壤中的無(wú)機(jī)和有機(jī)配位體發(fā)生配合作用 影響著土壤中重金屬離子的遷移活性 無(wú)機(jī)配位體 OH Cl 與重金屬的配合作用 可提高難溶重金屬化合物的溶解度 同時(shí) 減弱土壤膠體對(duì)重金屬的吸附 促進(jìn)重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化 如在土壤表層的土壤溶液中 汞主要以Hg OH 2和HgCl20形態(tài)存在 而在氯離子濃度高的鹽堿土中 則以HgCl5 形態(tài)為主 腐殖質(zhì)中的富里酸與重金屬離子形成的螯合物 溶解度較大 易于在土壤中遷移 腐殖質(zhì)中的腐殖酸與重金屬形成的螯合物溶解度小 不易在土壤中遷移 7 3 土壤中重金屬的沉淀和溶解作用 重金屬化合物的溶解度越高 遷移能力越強(qiáng) pH值 重金屬離子的溶解度 遷移能力 土壤的氧化還原狀況影響重金屬的存在形態(tài) 使其溶解度發(fā)生變化 從而影響重金屬在土壤中的遷移和對(duì)植物的有效性 在高氧化環(huán)境中 釩 鉻呈高氧化態(tài) 形成可溶性釩酸鹽 鉻酸鹽等 具有強(qiáng)的遷移能力 在高氧化環(huán)境中 鐵 錳形成高價(jià)難溶性化合物沉淀 遷移能力低 對(duì)作物的危害也輕 8 4 土壤中重金屬的生物轉(zhuǎn)化 土壤生物 植物 微生物 對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化的影響機(jī)制通過(guò)烷基化 去烷基化 氧化 還原 配位和沉淀作用轉(zhuǎn)化重金屬 并影響它們的遷移能力和生物有效性 詳見(jiàn)第五 六章 能大量富集幾乎所有的重金屬 并通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體 參與生物體內(nèi)的代謝過(guò)程 9 微生物對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化的影響 某些微生物 如硫酸鹽還原菌以及某些藻類(lèi) 能夠產(chǎn)生多糖 脂多糖 糖蛋白等胞外聚合物 其大量的陰離子基團(tuán) 可與重金屬離子結(jié)合 某些微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物 如檸檬酸 草酸等是有效的重金屬配位 螫合劑 如 Cd可通過(guò)與微生物或它們的代謝產(chǎn)物配位而被土壤固定 10 植物根系對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化的影響 植物根系在重金屬的脅迫下 可導(dǎo)致分泌物的大量釋放可溶性分泌物 如有機(jī)酸 氨基酸 單糖等 可通過(guò)螫合作用和還原作用 或通過(guò)改變根系區(qū)域的pH值和氧化還原狀況 增加重金屬的溶解性和移動(dòng)性 不溶性分泌物 如多糖 揮發(fā)性化合物 脫落的細(xì)胞組織等則在抵御重金屬的毒害作用中起著重要的作用 11 2 主要重金屬離子在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化 1 鎘 Cd 鎘一般在土壤表層0 15cm處累積 而15cm以下含量顯著減少 在土壤中 鎘主要以CdCO3 Cd3 PO4 2及Cd OH 2的形態(tài)存在 其中以CdCO3為主 土壤對(duì)鎘的吸附率在80 95 之間 鎘在植物各部分的分布 根 葉 枝的稈皮 花 果 籽粒 12 2 鉻 Cr 鉻是動(dòng)物和人必需的元素 但高濃度時(shí)對(duì)植物有害 土壤中三價(jià)鉻和六價(jià)鉻之間能夠相互轉(zhuǎn)化 土壤中鉻主要以Cr 存在 進(jìn)人土壤后 90 以上迅速被土壤吸附固定 在土壤中難以再遷移 土壤對(duì)Cr 的吸附固定能力較低 8 5 36 2 13 3 砷 As 植物吸收As的難易水溶性砷 吸附性砷 難溶性砷 環(huán)境的pH值 pE值對(duì)土壤中溶解態(tài) 吸附態(tài)和難溶態(tài)砷的相對(duì)含量以及砷的遷移能力有很大影響 一般pH值升高 可顯著增加砷的溶解度 水溶性砷和吸附性砷 總稱(chēng)為可溶性砷 是可被植物吸收利用的部分 水稻含砷量分布順序 稻根 莖葉 谷殼 糙米 14 4 汞 Hg 汞進(jìn)入土壤后 95 以上能迅速被土壤吸附或固定 因此汞也容易在表層累積 植物能直接通過(guò)根系吸收汞 汞化合物可能是在土壤中先轉(zhuǎn)化為金屬汞或甲基汞后才被植物吸收 植物吸收和積累汞的順序 揮發(fā)性高 溶解度大的汞化合物容易被植物吸收 氧化甲基汞 氯化乙基汞 氯化汞 氧化汞 硫化汞汞在植物各部分的分布 根 莖 葉 籽粒 15 5 鉛 Pb 土壤中鉛主要以Pb OH 2 PbCO3和PbSO4固體形式存在 土壤溶液中可溶性鉛含量極低 Pb2 可置換黏土礦物上吸附的Ca2 在土壤中很少移動(dòng) 土壤的pH值增加 使鉛的可溶性和移動(dòng)性降低 影響植物對(duì)鉛的吸收 大氣中的鉛一部分經(jīng)雨水淋洗進(jìn)入土壤 一部分落在葉面上 可通過(guò)張開(kāi)的氣孔進(jìn)人葉內(nèi) 16 二 影響重金屬在土壤 植物體系中遷移的因素 1 植物種類(lèi)與生長(zhǎng)發(fā)育期不同植物種類(lèi)或同種植物的不同植物的不同植株從土壤中吸收轉(zhuǎn)移重金屬的能力不同 植物生長(zhǎng)發(fā)育期不同 對(duì)重金屬的富集量不同 2 土壤的理化性能3 重金屬的種類(lèi) 濃度及其存在形態(tài) 17 二 影響重金屬在土壤 植物體系中遷移的因素 2 土壤的理化性能土壤的酸堿性 pH值 一般pH降低 重金屬的溶解性提高 遷移速度提高土壤質(zhì)地粒徑減小 吸附能力增強(qiáng) 遷移能力降低土壤的氧化還原電位氧化還原電位的變化 改變重金屬存在形態(tài) 影響溶解性與遷移能力如溶解性與遷移能力CdSO4 CdS As3 As5 土壤有機(jī)質(zhì)含量如腐殖質(zhì)的含量都可能影響重金屬向植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移能力 18 二 影響重金屬在土壤 植物體系中轉(zhuǎn)移的因素 3 重金屬的種類(lèi) 濃度及其存在形態(tài)被植物吸收的容易程度Cd As Cu Mn Zn Co Pb Ni 如土壤Cd含量大于1mg kg時(shí) 糙米中Cd的含量就急驟增加 Zn含量在250mg kg以下 糙米中Zn的含量幾乎不變 如將相同鎘量的CdSO4 Cd3 PO4 2 CdS加入無(wú)鎘污染的土壤中進(jìn)行水稻生長(zhǎng)試驗(yàn) 結(jié)果證明 鎘鹽的溶解度 對(duì)水稻生長(zhǎng)的抑制 重金屬濃度 對(duì)植物的影響 19 三 植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制 植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性由植物的生態(tài)學(xué)特性 遺傳學(xué)特性和重金屬的物理化學(xué)性質(zhì)等因素所決定 不同種類(lèi)的植物對(duì)重金屬污染的耐性不同 同種植物由于其分布和生長(zhǎng)的環(huán)境各異 長(zhǎng)期受不同環(huán)境條件的影響 在植物的生態(tài)適應(yīng)過(guò)程中 可能表現(xiàn)出對(duì)某種重金屬有明顯的忍耐性 內(nèi)容1 重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng)2 植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制 20 3 1重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng) 某些重金屬是植物生長(zhǎng)的必需元素Cu是某些氧化酶 如多酚氧化酶 抗壞血酸氧化酶 細(xì)胞色素氧化酶 的成分 可以影響氧化還原過(guò)程 Zn是某些酶 如谷氨酸脫氫酶 乙醇脫氫酶 的活化劑 缺Zn則植物的株型和生長(zhǎng)習(xí)性發(fā)生改變當(dāng)超過(guò)某一數(shù)值時(shí) 都會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生一定的毒害作用 輕則植物體的代謝過(guò)程發(fā)生紊亂 生長(zhǎng)發(fā)育受阻 重則導(dǎo)致植物死亡 21 3 1重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng) 重金屬對(duì)膜透性的破壞 重金屬對(duì)光合作用的影響 重金屬對(duì)植物呼吸作用的影響 重金屬對(duì)植物酶活性的影響 重金屬對(duì)植物細(xì)胞的遺傳毒害 重金屬對(duì)植物脯氨酸含量的影響 22 3 1重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng) 重金屬對(duì)膜透性的破壞植物細(xì)胞膜系統(tǒng) 包括液泡膜 質(zhì)膜和細(xì)胞器膜 是植物細(xì)胞和外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和信息傳遞的界面和屏障 其穩(wěn)定性是細(xì)胞進(jìn)行正常生理功能的基礎(chǔ) 重金屬脅迫可導(dǎo)致植物細(xì)胞膜透性的嚴(yán)重破壞 使細(xì)胞膜透性增加 重金屬對(duì)光合作用的影響重金屬脅迫對(duì)植物的光合作用都是抑制的 且抑制效應(yīng)與處理時(shí)間的延長(zhǎng)和濃度的加大成正相關(guān) 重金屬對(duì)植物光合作用的影響是通過(guò)影響光合過(guò)程中的電子傳遞和破壞葉綠體的完整性而實(shí)現(xiàn)的 23 3 1重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng) 重金屬對(duì)植物呼吸作用的影響低濃度汞在小麥種子萌發(fā)初期起促進(jìn)作用 但隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng) 則呼吸作用降低 表現(xiàn)為抑制作用 水稻種子在萌發(fā)過(guò)程中 呼吸強(qiáng)度隨鉛濃度的增加而降低 但這種抑制作用隨萌發(fā)天數(shù)的增加而下降 重金屬對(duì)植物酶活性的影響重金屬脅迫可導(dǎo)致酶活性的失活 變性 甚至酶的破壞 重金屬脅迫可導(dǎo)致碳水化合物合成代謝 氮素代謝等代謝的失衡 高濃度汞 50ppm 對(duì)萌發(fā)期內(nèi)小麥種子內(nèi) 淀粉酶活性有明顯的抑制作用 銅可引起水稻根系脫氫酶 蔗糖酶活性的下降 降低固氮酶的活性 24 3 1重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng) 重金屬對(duì)植物細(xì)胞的遺傳毒害重金屬對(duì)植物的核酸代謝產(chǎn)生顯著的影響 蠶豆根尖的DNA RNA含量和DNase RNase活性隨溶液中Cd2 濃度的升高而降低 重金屬能抑制細(xì)胞分裂和染色體畸變 導(dǎo)致出現(xiàn)染色體斷裂 粘連 體細(xì)胞染色體不等交換 染色體環(huán)等畸變形式 25 3 1重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng) 重金屬對(duì)植物脯氨酸含量的影響脯氨酸是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì) 植物體內(nèi)脯氨酸含量的增加是植物對(duì)逆境脅迫的一種適應(yīng)性反應(yīng) 小白菜根內(nèi)游離脯氨酸的含量隨培養(yǎng)液中Cd2 濃度的升高而增加 26 3 2植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制 植物根系對(duì)重金屬離子跨膜吸收的限制 重金屬離子的區(qū)域化 酶系統(tǒng)的作用 形成重金屬硫蛋白 MT 或植物絡(luò)合素 PT 27 3 2植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制 植物根系對(duì)重金屬離子跨膜吸收的限制植物根系通過(guò)改變根際化學(xué)性狀 或通過(guò)根際分泌螯合劑抑制重金屬的跨膜吸收 如Zn可誘導(dǎo)細(xì)胞外膜產(chǎn)生分子量60000 93000的蛋白質(zhì) 并與之鍵合形成絡(luò)合物 使Zn停留于細(xì)胞膜外 28 3 2植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制 重金屬離子的區(qū)域化植物把吸收的重金屬積累在體內(nèi)一定的部位 避免其進(jìn)入細(xì)胞質(zhì) 從而減輕該重金屬對(duì)植物的直接毒害 細(xì)胞壁和液泡是植物積累重金屬的主要場(chǎng)所 蹄蓋蕨屬所吸收的Cu Zn Cd70 90 都積累于細(xì)胞壁上 芥菜則把吸收的Cd貯存于葉片的表皮毛中 其葉片表皮毛中的Cd比葉片組織高43倍Ni超積累植物的細(xì)胞組分中72 的Ni分布于液泡中 29 30 3 2植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制 酶系統(tǒng)的作用耐性植物中有幾種酶的活性在重金屬含量增加時(shí)仍能維持正常水平 而非耐性植物的酶活性在重金屬含量增加時(shí)明顯降低 耐性植物中另一些酶可以被激活 使植物受污染時(shí)仍保持正常的代謝過(guò)程 31 3 2植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制 形成重金屬硫蛋白 MT 或植物絡(luò)合素 PC 是動(dòng)物 人體和植物體內(nèi)最重要的金屬解毒劑 是一種富含半胱氨酸殘基的低分子量金屬結(jié)合蛋白 通過(guò)半胱氨酸殘基的硫氫基和重金屬結(jié)合形成無(wú)毒或低毒的絡(luò)合物 從而消除重金屬的毒害作用 迄今為止 已在卷心菜 煙葉 鳳眼蓮 玉米等植物體內(nèi)測(cè)定和分離到鎘結(jié)合蛋白 32 四 土壤重金屬植物修復(fù)技術(shù)的原理及應(yīng)用 植物修復(fù)就是利用植物來(lái)治理污染了的環(huán)境 即利用植物及其根際圈微生物體系的吸收 揮發(fā)和轉(zhuǎn)化 降解等作用機(jī)理來(lái)清除污染環(huán)境中的污染物質(zhì) 廣義的植物修復(fù)包括利用植物凈化空氣 利用植物及其根際圈微生物體系凈化污水 如污水的濕地處理系統(tǒng) 治理污染土壤 主要包括重金屬 放射性核素及有機(jī)污染物等 狹義的植物修復(fù)主要是指利用植物及其根際圈微生物體系清潔污染土壤 包括無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物 通常所說(shuō)的植物修復(fù)主要是指利用超富集植物 Hyperaccumulators 的提取作用去除污染土壤中的重金屬 亦即通過(guò)重復(fù)種植和收獲超富集植物將污染土壤中重金屬濃度降低到可接受水平 植物修復(fù)方法1 植物提取2 植物揮發(fā)3 植物固化 穩(wěn)定 33 4 1植物提取 植物提取是利用專(zhuān)性植物根系吸收一種或幾種污染物 特別是有毒金屬 并將其轉(zhuǎn)移 儲(chǔ)存到植物莖葉 然后收割莖葉 離地處理 超積累植物 可以從土壤中吸取和富積超尋常水平的有毒金屬 Ni超積累植物 十字花科的庭薺屬Zn和Cd超積累植物 十字花科遏藍(lán)菜屬植物As超積累植物 蜈蚣草 34 4 2植物揮發(fā) 植物揮發(fā)是利用植物吸收 積累和揮發(fā)而減少土壤中一些揮發(fā)性污染物 即植物將污染物吸收到體內(nèi)后 將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì) 釋放到大氣中 可用于改良與修復(fù)富含Hg Se的土壤 很多植物能吸收污染土壤的Se 并將其轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)的二甲基二硒或二甲基硒 35 4 3植物固化 穩(wěn)定 植物固化是利用植物吸收和沉淀來(lái)固定土壤中的大量有毒金屬 以降低其生物有效性和防止其進(jìn)入地下水和食物鏈 從而減少金屬被淋濾到地下水或通過(guò)空氣擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性 減少其對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的污染 植物固化包括植物枝葉分解物 根系分泌物對(duì)重金屬的固定作用 腐殖質(zhì)對(duì)金屬離子的螯合作用過(guò)程 36 第三節(jié)土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化 一 土壤中農(nóng)藥的遷移是指通過(guò)擴(kuò)散和質(zhì)體流動(dòng) 農(nóng)藥從土壤進(jìn)入大氣 水體和生物體的過(guò)程 農(nóng)藥的遷移運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)蒸汽形式 揮發(fā) 和非蒸汽形式進(jìn)行 37 1 擴(kuò)散 是由于分子熱能引起分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而使物質(zhì)分子發(fā)生轉(zhuǎn)移的過(guò)程 由濃度高的地方向濃度低的地方移動(dòng) 擴(kuò)散是控制農(nóng)藥揮發(fā)的主要過(guò)程 影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的主要因素土壤水分含量 吸附 孔隙度 溫度 氣流速度 農(nóng)藥本身的性質(zhì)等 38 2 農(nóng)藥的質(zhì)體流動(dòng) 質(zhì)體流動(dòng)是指由水或土壤微粒的移動(dòng)或者兩者共同作用引起的物質(zhì)流動(dòng) 農(nóng)藥能溶于水 懸浮于水或吸附與土壤上 能與水和土壤微粒一起發(fā)生質(zhì)體流動(dòng)農(nóng)藥與土壤之間的吸附是影響農(nóng)藥質(zhì)體流動(dòng)的最重要因素 吸附能力強(qiáng) 移動(dòng)就困難 39 影響土壤中農(nóng)藥遷移轉(zhuǎn)化的主要因素 1 土壤水分含量 2 土壤的吸附特性 3 土壤的緊實(shí)度 4 溫度 5 氣流速度 6 農(nóng)藥的物理與化學(xué)特性 40 影響土壤中農(nóng)藥遷移轉(zhuǎn)化的主要因素 1 土壤水分含量 農(nóng)藥在土壤中的擴(kuò)散存在氣態(tài)和非氣態(tài)二種擴(kuò)散形式 水分含量為4 一20 之間 氣態(tài)擴(kuò)散占50 以上 水分含量超過(guò)30 主要為非氣態(tài)擴(kuò)散 在干燥土壤中難發(fā)生擴(kuò)散 擴(kuò)散隨水分含量增加而變化 41 圖 基拉粉砂壤土中林丹的不同轉(zhuǎn)移途徑 Dvs 總表觀擴(kuò)散系數(shù)Ds 表觀液相擴(kuò)散系數(shù) 水 汽界面擴(kuò)散量 水 固界面擴(kuò)散量 42 圖 30 時(shí)一個(gè)干燥循環(huán)周期土壤中林丹的揮發(fā)量 43 影響土壤中農(nóng)藥遷移轉(zhuǎn)化的主要因素 2 土壤的吸附特性農(nóng)藥在吸附性能較小的砂質(zhì)土壤易隨水遷移 而在黏質(zhì)和富含有機(jī)質(zhì)的土壤中則不易隨水移動(dòng) 3 土壤的緊實(shí)度增加土壤的緊實(shí)度的總影響是降低土壤對(duì)農(nóng)藥的擴(kuò)散系數(shù) 緊實(shí)度 土壤的充氣孔隙率 農(nóng)藥揮發(fā)速度 44 影響土壤中農(nóng)藥遷移轉(zhuǎn)化的主要因素 4 溫度總效應(yīng) 溫度 擴(kuò)散速度 溫度 農(nóng)藥的蒸氣壓 揮發(fā)損失 溫度 土壤干燥度 農(nóng)藥在土壤表面的吸附 揮發(fā)損失 5 氣流速度如果空氣的相對(duì)濕度不是100 氣流速度 土壤表面水分含量 農(nóng)藥蒸氣更快地離開(kāi)土壤表面 農(nóng)藥蒸氣向土壤表面運(yùn)動(dòng)的速度加快 45 影響土壤中農(nóng)藥遷移轉(zhuǎn)化的主要因素 6 農(nóng)藥的物理與化學(xué)特性農(nóng)藥的蒸氣壓越高 水溶解度越小 揮發(fā)速率越快 有機(jī)磷和某些氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥蒸氣壓相當(dāng)高 而DDT 林丹等有機(jī)氯農(nóng)藥則比較低 前者揮發(fā)作用快于后者 水溶性大的農(nóng)藥 則直接隨水流人江河 湖泊 一些難溶性的農(nóng)藥 如DDT吸附于土壤顆粒表面 隨雨水沖刷 連同泥沙一起流人江河 46 第三節(jié)土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化 二 典型農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化1 有機(jī)氯農(nóng)藥化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 殘留期長(zhǎng) 易溶于脂肪 并在其中積累 有機(jī)氯農(nóng)藥是目前造成污染的主要農(nóng)藥 我國(guó)已與1984年停止使用2 有機(jī)磷農(nóng)藥 47 48 1 有機(jī)氯農(nóng)藥 1 DDT 滴滴涕 在20世紀(jì)70年代中期以前是全世界人們最常用的殺蟲(chóng)劑 其在土壤中揮發(fā)性不大 由于其易被土壤膠體吸附 故它在土壤中移動(dòng)也不明顯 DDT可通過(guò)植物根際滲入植物體內(nèi) 它在葉片中積累量最大 在果實(shí)中較少 微生物的作用土壤中DDT的降解光解 49 DDT的光解 50 1 有機(jī)氯農(nóng)藥 2 林丹六六六有多種異構(gòu)體 其中只有丙體六六六具有殺蟲(chóng)效果 含丙體六六六在99 以上的六六六稱(chēng)為林丹 林丹的揮發(fā)性強(qiáng) 它在水 土壤和其他環(huán)境對(duì)象中積累較少 六六六易溶于水 故其可從土壤和空氣中進(jìn)入水體 由于揮發(fā)性較強(qiáng) 它亦可隨水蒸發(fā) 又進(jìn)人大氣 51 2 林丹 林丹在植物 昆蟲(chóng) 微生物中的代謝 52 2 有機(jī)磷農(nóng)藥 有機(jī)磷農(nóng)藥的類(lèi)型 磷酸脂 RO 3PO 硫代磷酸脂 RO 3PS 膦酸脂類(lèi) RO 2RPO 硫代膦酸脂類(lèi) RO 2R P S 磷酸酰胺類(lèi) RO 2 RNH PO 硫代磷酸酰胺類(lèi) RO 2 RNH PS 53 54 農(nóng)藥的發(fā)展過(guò)程 20世紀(jì)40年代以前 基本是以無(wú)機(jī)農(nóng)藥為主的時(shí)期 20世紀(jì)40年代以后 是以滴滴畏 六六六為代表的有機(jī)氯農(nóng)藥為主的時(shí)期 不久 有機(jī)磷農(nóng)藥也同時(shí)盛行 1970年 環(huán)境保護(hù)在世界上引起重視 有機(jī)氯農(nóng)藥的污染成了大問(wèn)題 由此 開(kāi)始了淘汰有機(jī)氯農(nóng)藥的進(jìn)程 1984年 我國(guó)也停止使用有機(jī)氯農(nóng)藥 使農(nóng)藥的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期 即殺蟲(chóng)劑以有機(jī)磷為主 擬除蟲(chóng)菊酯等各類(lèi)有機(jī)農(nóng)藥同時(shí)發(fā)展的時(shí)期 90年代的后期 農(nóng)藥的發(fā)展 超高效 無(wú)毒 無(wú)污染 的新時(shí)期 55 農(nóng)業(yè)部關(guān)于撤銷(xiāo)甲胺磷等5種高毒農(nóng)藥混配制劑登記的公告 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部公告第274號(hào) 2003 5 1916 07 03 自2003年12月31日起 撤銷(xiāo)所有含甲胺磷 對(duì)硫磷 甲基對(duì)硫磷 久效磷和磷胺5種高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的混配制劑的登記 具體名單由農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所公布 自公告之日起 不再批準(zhǔn)含以上5種高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的混配制劑和臨時(shí)登記有效期滿(mǎn)4年的單劑的續(xù)展登記 自2004年6月30日起 不得在市場(chǎng)上銷(xiāo)售含以上5種高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的混配制劑 56 2 有機(jī)磷農(nóng)藥 1 有機(jī)磷農(nóng)藥的非生物降解過(guò)程 吸附催化水解吸附催化水解是有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中降解的主要途徑 吸附使水解反應(yīng)加快硫代磷酸酯的水解反應(yīng) 57 吸附催化水解 馬拉硫磷在土壤體系中的水解反應(yīng) 58 光降解 有機(jī)磷農(nóng)藥可發(fā)生光降解反應(yīng) 59 2 有機(jī)磷農(nóng)藥的生物降解 有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中被微生物降解是它們轉(zhuǎn)化的另一條重要途徑