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【农驰宝】大气环境中的农药分析 发布日期:2018-09-04 来源:未知


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空气中的农药传播与分布,是农药登记中评估农药安全性的重要考察指标之一。

1968年, Tarrat and Tatton 首先发现和证明了空气中存在DDT、艾氏剂、氯丹、毒杀芬、六氯环已烷、六氯化苯等有机氯农药。以后,大量的研究证实,在整个英国,全年都可能在雨水中检测到某些农药的存在。美国也进行了大范围的研究,证实空气中存在多种农药。

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一、农药的挥发作用

农药的挥发作用指的是农药和环境中的残留农药以分子形态扩散到大气中的现象。农药的挥发作用可以在农药的生产、贮运、使用以及施药后的各个过程中发生。农药挥发损失的程度从百分之几到50%以上不等,这对农药的施用效果和周围环境都有不利影响。

农药蒸汽压测定方法原理:在一个气流式的密闭系统中,将去湿后的氮气以一定流速缓慢通过装有待测化合物的饱和器,以使载气为待测化合物所饱和,再将流出的饱和气体以适当的方法捕集或吸收(如聚氨酯泡沫塑料、Chromosorb、Florisil、己烷、乙二醇),后用适当的方法测定收集到到的待测化合物在蒸汽中的含量,根据载气流量测得待测化合物的饱和蒸汽压。

不同的农药其挥发能力不同,农药蒸气压是衡量农药挥发难易的重要物理量,常见农药的蒸气压在1.333×103帕~1.333×10-6帕之间,蒸气压愈高越易挥发。生产和贮运过程中农药的挥发速度(V)决定于农药蒸气压和农药分子量(M),即V=P× M1/2(计算农药在玻璃表面挥发的公式)。此式说明,农药挥发速度与蒸气压成正比,与分子量大小亦成正比。如林丹的P=1.666×10-2帕,DDT的P=9.598×10-5帕,所以在20℃时林丹在土壤中的蒸气密度比DDT高34~60倍。农药在水中的挥发速度可以用亨利常数来描述。

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农药在土壤中的挥发速度与农药的蒸气压和水溶性有关,还与土壤吸附性能及土壤含水量有关,可以用下式表示:Vsw/a=(Cw/Ca)×(1/r+Kd)。式中:Vsw/a是农药在土壤中的挥发速度,Cw为农药在水中的浓度,Ca为农药在空气中的浓度,Kd为土壤吸附系数,r为土壤中土重/水重的比值。如氟乐灵蒸气压较高(P=1.4×10-2 Pa/25℃),在水面极易挥发,但由于土壤吸附作用会大大降低它在土壤的挥发速度。狄氏剂在含水20%,相对湿度为100%的土壤中,12小时挥发损失126ng/cm2,而在相对湿度小于1%的风干土中,损失量仅为56ng/cm2。国家环保局根据亨利常数大小将农药挥发性分成3类,见表1。

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表1 农药挥发性分类

影响农药土壤挥发的因素:

(1)农药的理化性质。同类农药内部结构的微小变化可引起蒸汽压的变化,如莠去津(二乙基)和扑灭津(二乙丙基)的蒸汽压分别为3.0 ´ 10-7mmHg(30°C)和2.9 ´ 10-8 mmHg(30°C)。邻,对-DDT和对,对-DDT的蒸汽压分别是5.5 ´ 10-6mmHg和(30°C)7.3 ´ 10-7mmHg(30°C)。

(2)土壤吸附作用。

(3)农药浓度。土壤中农药蒸汽密度增加,挥发增强。

(4)土壤湿度。很多研究表明,湿土的农药挥发量高于干土。

(5)气流速度。一般气流速度增加,挥发加强。

(6)温度。增加土壤-农药系统的温度,综合结果是使农药挥发增加。

二、空气中农药的来源

空气中的农药主要来源于农药的挥发,即农产品或环境中残留农药以分子扩散形式逸入大气。

农药的挥发要产生在农药的生产、贮运、使用过程中以及施用后的一定时间内。据研究,各种农药通过挥发损失的数量约占农药使用的百分之几到50%以上不等。这不仅导致农药自身的损失,影响农药使用效果,还会导致对环境的污染。

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01 农药产品的挥发

生产和贮运过程中的农药、或因泄露等事故挥发进入空气。农药储存仓库、农药施用

现场等小环境中,空气中农药的浓度往往比外层大气中农药的浓度高得多。

农药产品的挥发速率(V)一般可用下列公式表示:

V=P/M1/2

式中P为农药的蒸汽,M为农药的分子量

从公式可以看出:农药挥发速度与农药的蒸汽压成正比,与农药分子的平方根成反比。

02 水中农药的挥发

进入地面水中的农药,也可以通过挥发作用进入空气。水中农药的挥发速度(Vw/a)

可以用刘亨利常数(H)来表示。

03 土壤中农药的挥发

土壤中农药的挥发速度除与农药的蒸汽压,水溶性有关外,还与土壤的吸附性能和土壤含水量有关。

土壤吸附作用对农药的挥发性能影响很大,所以象蒸汽压较高的氟乐灵等农药,在水中有较高的挥发速度,但进入土壤后就很难挥发。

土壤中含水量的变化,亦能改变农药在土壤中的挥发性能。经测定狄氏剂在含水量为20%,相对湿度100%的土壤中,12小时挥发损失量为126mg/cm2。

04 施药过程中农药直接飘移或挥发进入空气

施药方式和用量时的气象条件等对农药进入空气影响极大。细小的雾滴和颗粒。可随气流直接进入空气,特别是飞机喷雾施药过程中通过挥发作用进入空气。Spencer and cliath(1990)在农药使用现场检测;发现农药使用后的几天内,50%以上逸入空气,空气是农药残留的主要储存和转移媒介。

05 作物表面农药的挥发

农药的主要目标施用部位是植物,附着在植物表面的农药,亦可以通过挥发作用进入

空气的农药量与植物形态、农药的理化性能及气象条件有关。

06 农药吸附在尘埃等颗粒上随大风或上升气流进入空气

影响农药挥发的因素有农药的理化性质(农药的蒸汽压、溶解度、分配素数等)、农药剂型和使用方法,气象因子(温度、湿度、风速等)、土壤性质(PH值、含水量、土壤吸附性能等),植物种类和形态等。

三、空气中农药归宿

1、 随降雨和尘埃的沉降重新进入地表(土壤、水面、植物表面)

进入大气的农药,可以溶解或悬浮在雨水、雪和雾中,或以干的沉降物的形式或吸附于灰尘等颗粒表面沉降在地表、植物、水面等。

2、再次汽化转移和再污染

稳定性好、持久性强的挥发性农药一旦沉降至土壤、植物或水面,能够重新汽化进入大气,蛙跳式地从一处转移至别一处,直到最终分解或到达永久性沉降处,造成沉降地区土壤水和生物的污染。

3、远距离转移

气化后的农药吸附在灰尘等微小颗粒上的农药在进入大气后,不仅在用药地区的空气中存在,还可能随大气气流远距离转移至数十公里,数百公里甚至数千公里以外的地区。有些农药如DDT、六六六出现在从未来使用过农药的地区,甚至出现在至今尚处于原始状态的地区如远洋和极地,出现在海拔8000多米的喜玛拉雅山的最高峰,但含量一般很低。大气是农药远距离传播的媒介。

4、降解为分子量小和失去活性的物质

空气中的农药的降解主要是类光解和水解,其降解产物以光解和水解产物为主。

 

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