西南地區(qū)三種農(nóng)業(yè)土壤對(duì)硫丹的吸附與解吸特征.pdf

1、硫丹是一種廣譜、高效的有機(jī)氯農(nóng)藥，主要用于棉花、小麥、煙草、茶樹和蘋果等作物的殺蟲除螨，具有較強(qiáng)的毒性和生物積累性，可在全球范圍內(nèi)遷移，2011年被列入持久性有機(jī)污染物清單。我國(guó)從1994年開始生產(chǎn)和使用硫丹，多年施用使得我國(guó)很多地區(qū)土壤中都有不同程度的硫丹殘留和積累;進(jìn)入土壤中的硫丹可進(jìn)行生物和非生物降解，半衰期長(zhǎng)達(dá)60～800 d，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和人體健康都構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。由于硫丹為疏水性有機(jī)污染物，可被土壤膠體牢固吸附，降低了微生

2、物降解的去除效率，研究硫丹在土壤中的環(huán)境行為，可以為保護(hù)土壤環(huán)境質(zhì)量、保證農(nóng)產(chǎn)品安全、發(fā)展硫丹污染土壤的修復(fù)理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。目前，一些學(xué)者開展了硫丹在土壤中的吸附與解吸行為研究，主要涉及砂壤、沖積土、黏土、紅壤和堆肥土等農(nóng)業(yè)土壤，認(rèn)為硫丹的吸附行為與土壤類型、有機(jī)質(zhì)含量和土壤pH直接相關(guān)，也受土壤質(zhì)地、土壤濕度和硫丹初始濃度等因素的影響。紫色土、磚紅壤和沖積土是我國(guó)西南地區(qū)廣泛分布的3種農(nóng)業(yè)土壤，該地區(qū)在防治農(nóng)作物蟲害時(shí)曾經(jīng)

3、大量施用硫丹，至今仍在煙草等作物栽培中使用，使得土壤中硫丹殘留較為嚴(yán)重。但是，硫丹在這些土壤中的遷移轉(zhuǎn)化行為尚不清楚，也未見紫色土、磚紅壤和沖積土對(duì)硫丹的吸附與解吸特征研究的報(bào)道。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能夠很好地描述3種土壤對(duì)硫丹的吸附過(guò)程，紫色土、沖積土和磚紅壤對(duì)α-硫丹的初始吸附速率常數(shù)分別為0.157、0.125和0.104 mg/(g·min)，β-硫丹分別為0.115、0.088和0.082 mg/(

4、g·min)。α-,β-硫丹的吸附速率常數(shù)均以紫色土最大，磚紅壤最小。⑵Langmuir等溫吸附模型能夠很好地描述3種土壤對(duì)硫丹的吸附熱力學(xué)特征，獲得α-硫丹在紫色土、磚紅壤和沖積土中的最大吸附量分別為0.088、0.069和0.047mg/g，β-硫丹分別為0.024、0.017和0.020 mg/g。α-,β-硫丹的最大吸附量均以紫色土最高。⑶硫丹在3種土壤中的吸附過(guò)程是物理吸附和化學(xué)吸附共同作用的結(jié)果。土壤膠體吸附硫丹主要受疏水鍵

5、和范德華力的影響，氫鍵作用相對(duì)較小，物理吸附占據(jù)支配地位。同一土壤對(duì)α-硫丹的吸附量大于β-硫丹，這與硫丹的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，β-硫丹對(duì)土壤的親合力比α-硫丹高。⑷紫色土、磚紅壤和沖積土中α-硫丹的解吸率分別為12％～21％、14％～26％和13％～24％，最大解吸量分別為0.032、0.036和0.033 mg/g;β-硫丹的解吸率分別為15％～22％、18％～27％和16％～25％，最大解吸量分別為0.011、0.012和0.011mg