本文關(guān)鍵詞：土壤和沉積物—水系統(tǒng)中草甘膦和苯嗪草酮的遷移轉(zhuǎn)化

  更多相關(guān)文章： 農(nóng)藥 降解途徑 脂肪酸 氨基酸 生物殘留物

【摘要】：隨著世界范圍內(nèi)農(nóng)藥的廣泛使用,由農(nóng)藥引起的環(huán)境污染越來(lái)越受到人們的關(guān)注。土壤是農(nóng)藥的主要作用區(qū)間,而農(nóng)藥在土壤中的利用率只有30%左右,殘留在土壤中的農(nóng)藥可以通過(guò)徑流或淋洗進(jìn)入到地表水和地下水中,因此農(nóng)藥的大量使用造成了土壤和水環(huán)境的污染。盡管許多研究報(bào)道了農(nóng)藥在土壤和水中的降解,但是農(nóng)藥在環(huán)境中尤其是沉積物-水系統(tǒng)中的詳細(xì)轉(zhuǎn)化過(guò)程仍然不清楚。因此本研究選取了世界上應(yīng)用廣泛的兩種農(nóng)藥-草甘膦和苯嗪草酮-作為目標(biāo)污染物,運(yùn)用同位素示蹤法(13C和16N)和生物標(biāo)志物法(氨基酸和脂肪酸)詳細(xì)研究了它們?cè)谕寥篮统练e物-水系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化,包括它們的礦化、降解動(dòng)力學(xué)、降解途徑以及降解過(guò)程中不可萃取殘留物,特別是生物殘留物的形成。通過(guò)分析穩(wěn)定同位素13C和16N隨時(shí)間的分布,得到以下結(jié)論：(1)土壤中草甘膦礦化率達(dá)到了72.6%,半衰期(DT50)為3.4天,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)土壤中草甘膦被完全去除。而在沉積物-水系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)草甘膦礦化率為55.7%,DT60為15天,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)沉積物中檢測(cè)到4.9%初始應(yīng)用的草甘膦。而水系統(tǒng)中草甘膦礦化率僅為2.4%,且草甘膦最終去除率為9.9%。土壤中苯嗪草酮礦化率為59.7%,DT50為5.6天。而沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮礦化率為49.2%,DT60為13天。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)中均沒(méi)有檢測(cè)到苯嗪草酮。在水系統(tǒng)中苯嗪草酮的礦化率僅為8.7%,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)苯嗪草酮去除率為12.7%。(2)胺甲基磷酸是草甘膦在土壤和沉積物-水系統(tǒng)中降解的主要中間產(chǎn)物。土壤中微生物通過(guò)胺甲基磷酸途徑降解草甘膦,且實(shí)驗(yàn)20天后微生物開(kāi)始降解胺甲基磷酸；而沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解初期與微生物生長(zhǎng)相關(guān)的肌氨酸途徑發(fā)揮主要作用,降解后期胺甲基磷酸途徑起主導(dǎo)作用,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中胺甲基磷酸并沒(méi)有發(fā)生降解。土壤和沉積物-水系統(tǒng)中微生物通過(guò)不同途徑降解苯嗪草酮。在土壤中檢測(cè)到三種降解產(chǎn)物,分子式分別為C10H9N3O,C10H8N4O5和C4H6N4O;而在沉積物-水系統(tǒng)中只檢測(cè)到兩種降解產(chǎn)物,分子式為C10H9N3O和C13H14N4O。(3)土壤和沉積物-水系統(tǒng)中13C在脂肪酸中隨時(shí)間變化說(shuō)明了土壤和沉積物中微生物群落在草甘膦和苯嗪草酮降解過(guò)程中均發(fā)生了變化。草甘膦在土壤的降解實(shí)驗(yàn)中微生物總氨基酸中最終富集了9.89%初始應(yīng)用的13C和24.38%初始應(yīng)用的16N；而在沉積物-水系統(tǒng)中該數(shù)值分別為10.06%和12.17%。苯嗪草酮在土壤的降解實(shí)驗(yàn)中微生物總氨基酸中最終富集了14.85%初始應(yīng)用的13C；而在沉積物-水中該數(shù)值為11.88%。微生物組分(氨基酸等)在細(xì)胞死后轉(zhuǎn)變成了生物殘留物。土壤中草甘膦和苯嗪草酮降解過(guò)程中生物殘留物占不可萃取殘留物的比值分別為89.5%和98.3%；而在沉積物-水系統(tǒng)中該比值分別為89.4%和58.5%。該結(jié)果揭示了生物殘留物是草甘膦和苯嗪草酮降解過(guò)程中不可萃取殘留物的重要組成部分。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)藥 降解途徑 脂肪酸 氨基酸 生物殘留物
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X592
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 引言11-25
• 1.1 草甘膦的來(lái)源及其危害12-13
• 1.2 草甘膦的研究進(jìn)展13-16
• 1.2.1 土壤中草甘膦的吸附13-14
• 1.2.2 土壤中草甘膦的降解14-15
• 1.2.3 土壤中草甘膦的遷移15-16
• 1.3 苯嗪草酮的來(lái)源及危害16-17
• 1.4 苯嗪草酮的研究進(jìn)展17-20
• 1.4.1 土壤中苯嗪草酮的吸附17-18
• 1.4.2 土壤中苯嗪草酮的降解18-19
• 1.4.3 土壤中苯嗪草酮的遷移19-20
• 1.5 磷脂脂肪酸和氨基酸20-21
• 1.6 不可萃取殘留物21-23
• 1.7 本論文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)23-25
• 1.7.1 主要研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.7.2 創(chuàng)新點(diǎn)24-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分25-35
• 2.1 化學(xué)試劑25-26
• 2.2 土壤、沉積物和水26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法26-29
• 2.3.1 土壤中目標(biāo)農(nóng)藥的降解實(shí)驗(yàn)26-27
• 2.3.2 沉積物-水系統(tǒng)中目標(biāo)農(nóng)藥的降解實(shí)驗(yàn)27-29
• 2.4 化學(xué)分析29-33
• 2.4.1 CO_2的測(cè)量29
• 2.4.2 草甘膦和苯嗪草酮29-30
• 2.4.3 不可萃取殘留物30
• 2.4.4 脂肪酸30-31
• 2.4.5 氨基酸31-33
• 2.5 數(shù)據(jù)分析33-35
• 第3章 土壤中草甘膦的遷移轉(zhuǎn)化35-54
• 3.1 土壤中草甘膦的礦化35-36
• 3.2 土壤中草甘膦的降解動(dòng)力學(xué)36-38
• 3.3 土壤中草甘膦降解過(guò)程中~(13)C在脂肪酸中的富集38-44
• 3.4 土壤中草甘膦降解過(guò)程中~(13)C和~(15)N在氨基酸中的富集44-49
• 3.5 土壤中草甘膦降解過(guò)程中~(13)C和~(15)N的質(zhì)量平衡49-52
• 3.6 小結(jié)52-54
• 第4章 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦的遷移轉(zhuǎn)化54-74
• 4.1 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦的礦化54-56
• 4.2 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦的降解動(dòng)力學(xué)56-59
• 4.3 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解過(guò)程中~(13)C在脂肪酸中的富集59-64
• 4.4 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解過(guò)程中~(13)C和~(15)N在氨基酸中的富集64-70
• 4.5 沉積物-水系統(tǒng)中草甘膦降解過(guò)程中~(13)C和~(15)N的質(zhì)量平衡70-72
• 4.6 小結(jié)72-73
• 4.7 草甘膦在土壤和沉積物-水系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的對(duì)比73-74
• 第6章 土壤中苯嗪草酮的遷移轉(zhuǎn)化74-91
• 5.1 土壤中苯嗪草酮的礦化74-75
• 5.2 土壤中苯嗪草酮的降解動(dòng)力學(xué)75-79
• 5.3 土壤中苯嗪草酮降解過(guò)程中~(13)C在脂肪酸中的富集79-84
• 5.4 土壤中苯嗪草酮降解過(guò)程中~(13)C在氨基酸中的富集84-87
• 5.5 土壤中苯嗪草酮降解過(guò)程中~(13)C的質(zhì)量平衡87-90
• 5.6 小結(jié)90-91
• 第6章 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮的遷移轉(zhuǎn)化91-109
• 6.1 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮的礦化91-93
• 6.2 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮的降解動(dòng)力學(xué)93-96
• 6.3 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮降解過(guò)程中~(13)C在脂肪酸中的富集96-101
• 6.4 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮降解過(guò)程中~(13)C在氨基酸中的富集101-104
• 6.5 沉積物-水系統(tǒng)中苯嗪草酮降解過(guò)程中~(13)C的質(zhì)量平衡104-107
• 6.6 小結(jié)107
• 6.7 苯嗪草酮在土壤和沉積物-水系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的對(duì)比107-109
• 第7章 結(jié)論與建議109-111
• 致謝111-113
• 參考文獻(xiàn)113-124
• 附錄124-125

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張康;程桂紅;李龍;;苯嗪草酮單次給藥在大鼠體內(nèi)的毒代動(dòng)力學(xué)規(guī)律及其組織分布[J];環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué);2013年02期

2 ;Occurrence of Glyphosate-Resistant Horseweed (Conyza canadensis) Population in China[J];Agricultural Sciences in China;2011年07期

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本文編號(hào)：581062