农药在土壤中的迁移转化
农药在土壤中的迁移中英对照
农药在土壤中的迁移农药是坏境中的更要污染物。
进入土壤的农药町以发生各种迁移转化过程。
当农药的水溶性较强时，很容易从土壤表层迁移进入土壤卜•层，真至最终进入地卜•水。
此外，还可能被植物吸收，在植物体内残留。
因此，农药污染己口益被人们所重视。
研究农药在不同土壤中的迁移行为可以为预测或评价农药对环境的危害程度提供科学依据。
农药在土壤中的迁移与农药本身的物理化学性质有关，也与土壤的性质有着密切的关系。
对农药在土壤中迁移能力的研究，•般是将室内模拟与田间实测相结合。
在室内预评价实脸中，常用的方法仃土柱淋溶法和土壤薄层层析法。
用土壤薄层层析法研究农药在土壤中的迁移行为是一种快速简单的方法。
一、实验目的1.了解农药在土壤中迁移的影响因素。
2.拿握研究农药在土壤中迁移能力的试验方法和技术。
二、实验原理土壤薄层层析法（STLC）是以自然土壤为吸附剂，以水为展开剂，与-•般薄层层析法一样，通过点样、展开、干燥后分别测量薄板每段的含药量，以农药的分布情况來观察农药的移动性能，并以比移值（RQ作为衡量农药在土壤中迁移能力的指标。
本实验采用土壤薄层层析和分段提取分析相结合的方法，对两种农药单卬脐（DMA）利涕灭威（aldicard）在土壤中的迁移能力进行硏究。
在以水为展开剂时，农药在土壤薄板上的展开呈带状分布，其在土壤薄板上迁移的R f 值等于农药在薄板上的平均移动距离（石）与溶剂前沿（乙）的比值，即：SJLiZinij式中：n——土壤薄板分割段数；J一一第1段到原点的平均距离，cm;mi ---- 第1段农药的含最，（Ago为简便计算，也可用农药含最最高区段的中心作为该农药的斑点中心（乙）來计算，即：该农药从斑点中心到原点的距离町按卜式计算Zf = Vt 丄 *式中：J一一从农药斑点中心到原点的距离，它代表化合物的迁移距离，cm ； t一一迁移时间，h ；迁移速率，cm/h丄/2。
三、仪器与试剂1.仪器(1)液相色谱仪：带有紫外检测器。
004.3土壤环境化学-土壤污染(农药)
④磷酰胺和硫代磷酰胺 磷酰胺：磷酸中的羟基被被氨基取代
硫代磷酰胺：磷酰胺中的氧被硫取代。
⑵有机磷农药降解
有机磷农药是为取代有机氯农药而发展起来的， 但其毒性较高，大部分对生物体内胆碱酯酶有抑 制作用
较有机氯农药易降解
有
吸附催化水解
机 非生物降解
磷
光降解
农
绿色木霉
药 土壤微生物降解
降 解
假单胞菌
吸附作用是农药与土壤固相之间相 互作用的主要过程，直接影响其他过程 的发生。如土壤对除草剂2,4-D的化学 吸附，使其有效扩散系数降低。
○阳离子型农药，易溶于水并完全离子化，很快吸附于粘土矿物 ○弱碱性农药，可以接受质子带正电荷，吸附于粘土矿物或有机 质表面 ○酸性农药在水溶液中解离成有机阴离子，不易被胶体吸附，是 靠范德华力和其他物理作用
有机物的离子或基团从自由水向 土壤矿物的亚表面层扩散；离子 或基团以表面反应或进入双电层 的扩散层的方式为土壤矿物质吸 附。
分配作用（partition）
有机化合物在自然环境中 的主要化学机理之一，指 水-土壤（沉积物）中， 土壤有机质对有机化合物 的溶解，或称吸附（ sorption, uptake），用分 配系数 Kd 来描述。
4.光解
4.南方水田里DDT降解快于北方
1.从土壤和空气转入水体 林 2.挥发而进入大气 丹 3.在土壤生物体内积累
4.植物积累
1. 易溶于水 2. 挥发性强，持久性低 3. 在生物体内积累性较DDT低
2.有机磷农药（organophosphorpus pesticides,
ops)
磷酸的脂类或酰胺类化合物
非生物降解 降解
水解反应
(Hydrolysis Reaction)
第四章 第二三节_重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制_and_4.3_土壤中农药的迁移转化
• 另一降解途径是光解.
化学与材料科学系
p-p’DDT的光解
Cl
Cl
p,p’-DDT
Cl
Cl
Cl
吸收290-310nm的紫外光
Cl Cl
H Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
p,p’-DDE
p,p’-DDD
(ClC6H4)2C=O p,p’-二氯二苯基甲酮
深垂直分布递减，这是由于进入土壤的铜被表层 土壤的粘土矿物吸附，同时，表层土壤的有机质 与铜结合形成螯合物。 • 在植物各部分的积累分布：根>茎、叶>果实。
化学与材料科学系
铅-lead
• 来源：冶炼废水、废渣，汽车尾气 • 主要以Pb(OH)2、PbCO3、PbSO4存在，Ksp小 • 有效性受pH影响很大，土壤的pH增加，使铅
• 还可以通过形成跨根际的氧化还原电位梯度和 pH梯度等来抑制对重金属的吸收。
化学与材料科学系
2.重金属与植物的细胞壁结合
• 研究结果表明：细胞壁中的金属大部分以离子形 式存在或与细胞壁中的纤维素、木质素结合；
• 由于金属离子被局限的细胞壁上，而不能进入细 胞质影响细胞内的代谢活动，使植物对重金属表 现出耐性；
• 土壤背景值就是指在未受污染的情况下，天然土 壤中的金属元素的基线含量。
化学与材料科学系
重金属污染土壤的特点：
1.重金属不被土壤微生物降解，可在土壤中不 断积累，也可以为生物所富集，并通过食物链 在人体内积累，危害人体健康。 2.重金属一旦进入土壤就很难予以彻底的清除。
化学与材料科学系
重金属在土壤-植物系统的迁移
化学与材料科学系
农药残留在土壤和水中的迁移和转化机制
农药残留在土壤和水中的迁移和转化机制近年来，农业生产的规模不断扩大，为了保证农作物的产量和品质，农民们采用了越来越多的农药。
然而，在农作物生长过程中，部分农药残留在土壤和水中，对环境和人类健康造成了潜在的威胁。
农药在土壤中的迁移和转化机制土壤是化学反应的活性媒介，农药残留进入土壤后可能被转化、吸附、降解等过程影响迁移和归宿。
其中最主要的影响因素是土壤理化性质、农药性质和环境条件。
以下分别就这几个因素进行了一定的阐述。
土壤理化性质土壤的理化性质包括土壤类型、pH值、电导率、有机质含量等。
这些性质影响着土壤中的微生物、土壤酶和微量元素状况，从而决定了农药在土壤中的迁移和降解。
土壤类型对农药的吸附和降解有很大的影响。
一般而言，粘土质土壤比砂土含有更多的负电性离子交换活性位点，因此具有更高的吸附能力。
而对水分和空气的流动较为通畅的沙质土壤则往往会减少农药的吸附。
因此，在粘土质土壤中，农药的残留寿命相对较长，而在沙质土壤中，农药的迁移速度相对较快。
pH值对土壤中的微生物有着极大的影响。
在不同的pH条件下，土壤中的微生物酶的活性会有所不同，因此影响了土壤中农药的迁移和降解。
一个例子是，氧化状态较低的土壤标准pH在6.2左右，而氧化状态较高（氧化性更强）的土壤则会具有较高的pH值。
对于许多有机磷类农药，它们在较高pH值条件下会降解得比较快，而吸附也相对较少。
有机质含量对土壤中的降解过程也具有明显的影响。
在富含有机质的土壤中，由于微生物活性较高，农药的降解速度也会加快。
此外，富含有机质的土壤中有机碳含量较高，而这种有机碳对于一些酯类农药的稳定性有着一定影响。
农药性质农药的封闭性和水溶性直接决定了它的吸附性。
例如，有些农药由于分子体积小，极性分布均匀，故而不易吸附；而有些农药在分子结构上存在极性差异，部分极性较高的部分易被固定在土壤颗粒表面。
此外，化学稳定性强的农药会更难被土壤中的微生物降解分解。
环境条件环境条件是影响农药在土壤中迁移和降解的另一个重要因素。
土壤中农药的迁移和转化
非气态发生
指土壤中气-液、气-固界面上发生的
扩散作用。由于土壤系统复杂，扩散物质
在土壤表面可能存在吸附和解吸平衡，土
壤性质不同，有机物性质不同都影响扩散
作用。
Shearer等根据农药在土壤中的扩散 特性提出了农药的扩散方程式
c c Dvs 2 t x
2
影响农药在土壤中扩散的主要因素
图4－10说明，干土 壤中吸附的强弱还与 吸附质（农药）的极 性有关，极性大的吸 附量就大；而且分配 作用也同时发生。因 此，非离子型有机物 在干土壤中表现为强 吸附（被土壤矿物质） 和高分配（被土壤有 机质）的特征，且表 面吸附作用比分配作 用大得多。
三、农药在土壤中的迁移转化
1．非生物降解 水解反应
31
• 5）定义构件属性 • ①在绘图之前，必须先定义构件属性。以 义构件属性”按钮，进入“属性管理”窗 口。 • ② =nq-1，墙厚=240，内/外墙=内，如图8.23 所示。 • ③在“构件做法定义”窗口，双击“项目 编号”，在弹出的“项目指引”窗口选择 “定额”选项卡，选择砖墙定额子目3 5 4，确认后退出。所选定额返回到“构件32
图4-8 说明，在干土壤中，由于土壤表面的强烈吸 附作用，使林丹和狄氏剂大量吸附在土壤中；湿润 土壤中，由于水分子的竞争作用，土壤中农药的吸 附量减少，蒸汽浓度增加。
图4－9说明，随 土壤水分相对含量 的增加，吸附（分 配）作用减弱，当 相对湿度在50％ 时，水分子强烈竞 争土壤表面矿物质 上的吸附位，使吸 附量降低，分配作 用占主导地位，吸 附等温线为线性
分配作用
作用力 分子力 溶解作用
低吸附热 线性 非竞争吸附 与溶解度相关
吸附作用
范德华力 和化学键力
环境化学简答题
1、试述酸雨的主要成分、成因及危害，写出有关化学反应式。
主要成分：酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸，以硫酸为主成因：酸雨的形成涉及一系列复杂的物理、化学过程，包括污染物迁移过程、成云成雨过程以及在这些过程中发生的均相或非均相化学反应等；危害：1.使水体酸化，造成江河湖泊的生态环境紊乱；2.使森林大片死亡。
酸雨侵入树叶气孔，妨碍植物的呼吸；3.造成土壤矿物质元素流失，导致土壤贫瘠化，使农作物大面积减产；4.使土壤的有毒金属溶解出来，一方面影响植物生长，另一方面造成有毒金属迁移； 5.腐蚀建筑物、文物等。
有关方程式：SO2 和NOx 的排放是形成酸雨的主要起始物SO2 NOx S O 2 + [O ] → S O N O + [O ] → N O 3 SO 3 3 +H 2 O → H 2 2 SO 4 2 2N O 2 +H 2 O → H N O +H N O2、写出光化学烟雾的链反应机制链引发自由基传递终止。
（附图）3、为什么排放到大气中的CFCs 能破坏臭氧层，写出有关化学反应式。
CFCs 在对流层中存在，是破外臭氧层的主要原因，CFCs 不溶水，稳定性高，被热空气带到平流层，CFCs 在平流层受强烈紫外线照射而分解产生氯，氯会与臭氧反应，生成氧化氯自由基(ClO)：Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 即O3+O3→3O2 由此可见，氯在分解臭氧的反应中作为催化剂以促使较臭氧反应成氧，而氯在反应中循环出现，因此少量的氯在重新分配的过程中，就能造成大量的臭氧分解。
4、汽车尾气最主要的成份都有哪些？分析各成份具有的潜在危害。
成份：CO、CHx、NOx、SO2、烟尘微粒(重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。
最主要的危害：形成光化学烟雾。
CO：导致组织缺氧，引起头痛等；NOx：进入肺泡形成亚硝酸和硝酸，造成肺气肿。
亚硝酸盐造成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。
CHx：多环芳烃、苯并芘等致癌物。
土壤中农药的迁移转化规律及其影响农药在土壤中残留_降解的环境因素
收稿日期:2009-12-04作者简介:代凤玲(1971-),女,工程师,从事环境监测工作土壤中农药的迁移转化规律及其影响农药在土壤中残留、降解的环境因素代凤玲 闫慧琴(内蒙古鄂尔多斯市环境监测站,东胜 017000)摘要:农药在土壤中的残留是对农业环境造成污染的一大根源。
本文介绍了农药在土壤中降解转化的主要途径及机理,包括微生物降解、水解和光解,分析了土壤中不同环境因素(有机质、湿度、温度、p H 值、根系分泌物和粒径等)对农药降解和转化过程的影响,展望了今后的研究方向,旨在为进一步治理和修复土壤的农药污染提供依据。
关键词:农药;土壤环境;迁移转化生物降解;农药残留;影响因素中图分类号:X 592文献标识码:A 文章编号:1007-0370(2009)06-0181-04ENV I RONMENTAL FACTOR THAT THE M I GRAT I ON OFPESTICI DE TRANSFORM S THE LA W AND I NFLUENCES PESTICI DE TO REMA I N I N THE S O IL ,DDEGRADE I N THE S O ILDA I Feng li n g YAN H u i q i n(E r dos city E nvironm entalM onitoring S tation of Inner M ongolia,D ong Sheng 017000)Abstr ac:t T he pesti c i de resi dues i n the so il are causi ng a g reat o ri g in o f po lluti on to the ag ricu lt u ra l env i ron m ent ,.T his tex t has i n -troduced pestic i de and deg raded m a i n route and m echanis m transfor m ed i n t he so i,l inc l udi ng the little b i odeg radati on ,hydro lysis and pho to -d i ssoc i ation ,have ana lyzed d ifferen t env iron m enta l fac t o rs i n t he so il(O rganic m atter ,hu m i d it y ,temperature ,p H,roo ts secretion and a f oo t -path ,etc).D eg rade and transform t he influence o f t he course on pesti c i de ,has l ooked forward t o t he research d irection i n t he fut u re ,a i m at o ffer i ng basis for f urther contro lli ng and repair i ng the po ll ution by pesti c i des o f the so i.lKey wor ds :Pesticide ;So il env iron m ent;M ove and transfo r m b i odeg radati on ;R esidues of pestic i des ;Infl uence factor 农药在土壤中的残留是导致农药对农业环境造成污染的一大根源。
4.3土壤的农药污染及其迁移转
第四章土壤环境化学——土壤的农药污染及其迁移转土壤的农药污染是由施用杀虫剂、杀菌剂及除草剂等引起的。
农药大多是人工合成的分子量较大的有机化合物(有机氯、有机磷、有机汞、有机砷等)。
目前全世界有机农药约1000余种，常用的约200种，其中杀虫剂100种、杀菌和除草剂各50余种。
到1988年止，我国已批准登记的农药产品和正在试验的农药新产品，共有248种、435个产品。
施于土壤的化学农药，有的化学性质稳定，存留时间长，大量而持续使用农药，使其不断在土壤中累积，到一定程度便会影响作物的产量和质量，而成为污染物质。
农药还可以通过各种途径，挥发、扩散、移动而转入大气、水体和生物体中，造成其他环境要素的污染，通过食物链对人体产生危害。
因此，了解农药在土壤中的迁移转化规律以及土壤对有毒化学农药的净化作用，对于预测其变化趋势及控制土壤的农药污染都具有重大意义。
农药在土壤中保留时间较长。
它在土壤中的行为主要受降解、迁移和吸附等作用的影响。
降解作用是农药消失的主要途径，是土壤净化功能的重要表现。
农药的挥发、径流、淋溶以及作物的吸收等，也可使农药从土壤转移到其他环境要素中去。
吸附作用使一部分农药滞留在土壤中，并对农药的迁移和降解过程产生很大的影响。
●土壤对化学农药的吸附作用自然界中农药的行为受土壤影响很大，其中土壤的吸附作用影响最大。
土壤胶体的吸附作用影响着农药在土壤的固、液、气三相中的分配，是影响土壤中农药迁移转化及毒性的重要因素之一。
土壤对农药的吸附可分为物理吸附、离子交换吸附、氢键吸附分配作用等，其中离子交换吸附较重要。
土壤对农药的吸附作用，符合弗莱特利希和朗格缪尔等温吸附方程式。
(1)物理吸附：土壤对农药的物理吸附作用，主要是胶体内部和周围农药的离子或极性分子间的偶极作用。
物理吸附的强弱决定于土壤胶体比表面的大小。
例如，无机黏土矿物中，蒙脱石和高岭石对丙体六六六的吸附量分别为10.3 mg/g和2.7 mg/g；有机胶体比无机胶体对农药有更强的吸附力；许多农药如林丹、西玛津和2，4D等，大部分吸附在有机胶体上；土壤腐殖质对马拉硫磷的吸附力较蒙脱石大70倍。
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土壤对农药的吸附
土壤是一个由无机胶体、有机胶体以及有机- 无机胶 体所组成的胶体体系，其具有较强的吸附性能。在酸性土 壤下，土壤胶体带正电荷，在碱性条件下，则带负电荷。 进入土壤的化学农药可以通过物理吸附、化学吸附、氢键 结合和配位价键结合等形式吸附在土壤颗粒表面。农药被 土壤吸附后，移动性和生理毒性随之发生变化。
农药存在形式
施于土壤的化学农药，有的化学性质稳定，存留时 间长，大量而持续使用农药，使其不断在土壤中累积，到 一定程度便会影响作物的产量和质量，而成为污染物质。
扩散
扩散是由于热能引起分子的不规则运动 而使物质分子发生转移的过程。分子由浓 度高的地方向浓度低的地方迁移运动。
质体流动
物质的质体流动是由水或者土壤微粒 或者两者共同作用引起的物质流动。
农药在土壤中的降解
(1)光化学降解：光分解 (2)化学降解：以水解和氧化为主 (3)微生物降解：酶的作用降解
典型农药在土壤中的迁移转化
有机氯农药： 有机氯农药是目前造成污染的主要农药。 化学性质稳定，残留期长，易溶于脂肪，并在其中积累。
有机磷农药： 有机磷农药是为取代有机氯农药而发展起来 的。有机磷农药属于易降解农药 , 但由于它对胆碱酯酶 的抑制 ,因此对人体和哺乳类 动物存在着急性中毒的危 险。有机磷农药多为液体，一般都难溶于水，而易溶于有 机溶剂中。
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林丹
（γ-六氯环己烷）
林丹挥发性强，在水、土壤和其他环境对象中积累较少。
林丹易溶于水，可从土壤和空气中进入水体，亦可随水蒸发 又进入大气。 林丹还能在土壤生物体内积累。 与DDT相比，林丹具有较低的积累性和持久性。
DDT
（双对氯苯基三氯乙烷）
（1）DDT DDT挥发性小，不溶于水，易溶于有机溶剂和脂肪。 DDT易被土壤胶体吸附，故其在土壤中移动不明显，但 DDT可通过植物根际渗入植物体内（叶片中积累）。 DDT是持久性农药，主要靠微生物的作用降解，如还原、 氧化、脱氯化氢；另一个降解途径是光解。
农药在土壤中的迁移转化刘鑫Fra bibliotek污染来源
土壤的农药污染是由施用杀虫剂、除草剂等引起的。 现在仍在使用的农药大多是人工合成的分子量较大的有机 化合物(有机氯、有机磷、有机汞、有机砷等)。
常用农药详细划分
农药对大鼠的致死剂量
名称 艾氏剂 氯丹 DDT DDD 异狭氏剂 敌敌畏 乐果 LD50(mg/kg 大鼠) 67 295 285 3400 25 68 245 名称 七氯 林丹 甲氧DDT 毒杀芬 甲基对硫磷 百草枯 西维因 LD50(mg/kg) 130 125 600 100—200 17 141 560 名称 双硫磷 丙烯醛 毒死蜱 马拉硫磷 速灭磷 敌百虫 对硫磷 LD50(mg/kg) 2000 46 150 2500 7 450 4