土壤中擬除蟲菊酯微生物降解的同位素分餾效應(yīng)及其生物有效性研究.pdf

1、擬除蟲菊酯是一類新型的仿生殺蟲劑，具有高殺蟲活性、低哺乳動(dòng)物毒性以及低環(huán)境持久性等特點(diǎn)，逐漸取代了有機(jī)氯農(nóng)藥在殺蟲劑市場(chǎng)上的份額。然而，擬除蟲菊酯的大量使用也帶來了一系列的環(huán)境問題，例如在環(huán)境介質(zhì)和農(nóng)產(chǎn)品中的殘留以及對(duì)非靶標(biāo)生物的毒性作用。在自然界中，擬除蟲菊酯主要通過微生物的作用從環(huán)境中被降解，因此，定量擬除蟲菊酯的微生物降解具有非常重要的環(huán)境意義。自上世紀(jì)90年代末，穩(wěn)定同位素分析技術(shù)逐步發(fā)展起來并用于有機(jī)污染物生物降解的定性檢測(cè)和

2、定量評(píng)估，相比于傳統(tǒng)方法采用的濃度指標(biāo)，這一方法更準(zhǔn)確地反映了生物降解的實(shí)際情況。近幾年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了一些關(guān)于穩(wěn)定同位素分析技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)藥生物降解評(píng)估的研究，然而該技術(shù)在擬除蟲菊酯上的應(yīng)用尚未有研究報(bào)道。
　　本文以聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯、順式氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯等六種典型的擬除蟲菊酯作為研究對(duì)象，研究了其在土壤中微生物降解過程引起的同位素分餾效應(yīng)，分析了土壤性質(zhì)對(duì)微生物降解的影響，并對(duì)擬除蟲菊酯的生物有效性隨降解

3、時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化做了初步探索，主要研究結(jié)果如下：
　　(1)六種擬除蟲菊酯在土壤中的降解符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，在不滅菌土壤中的降解速率明顯比滅菌土壤中的快，說明擬除蟲菊酯在土壤中降解的主要途徑是微生物降解。聯(lián)苯菊酯、氯菊酯和氰戊菊酯的微生物降解過程沒有明顯的同位素分餾效應(yīng)，而甲氰菊酯、順式氯氰菊酯和溴氰菊酯的微生物降解則引起了顯著的同位素分餾。
　　(2)運(yùn)用Rayleigh方程的對(duì)數(shù)形式求得了甲氰菊酯、順式氯氰菊酯和溴氰菊

4、酯的碳同位素富集因子分別為-1.88‰、-1.82‰和-2.00‰，因此，我們可以用穩(wěn)定同位素分析技術(shù)對(duì)這三種擬除蟲菊酯在土壤中的微生物降解進(jìn)行定性檢測(cè)和定量評(píng)估。
　　(3)土壤的理化性質(zhì)會(huì)影響順式氯氰菊酯的微生物降解速率，相關(guān)性分析結(jié)果顯示，順式氯氰菊酯的微生物降解速率與土壤中有機(jī)碳的含量呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系（在0.01水平上顯著相關(guān)），而且培養(yǎng)時(shí)間越長(zhǎng)，兩者的相關(guān)性越顯著，說明土壤中有機(jī)碳的含量是影響順式氯氰菊酯微生物降解率