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【农驰宝】浅谈农药在土壤中的持久性 发布日期:2018-09-05 来源:未知


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农药在土壤中的持久性,是评价农药残留和安全性的重要指标之一,也是各国农药登记中经常需要考察的重点项目,本文将从几个方面为读者介绍农药土壤持久性的概念与评估方式,以及其与农药残留的相关关系。

(一)影响农药持久性的因素

农药持久性相当于生物活性达到对照75%至100%水平所需要的时间,或农药损失75%至100%所需要的时间。

1、农药性质对持久性的影响

农药在土壤中的持久性主要决定于农药本身的理化性质。不易分解的化合物其持久性便长。正确估计某种农药和比较多种农药的持久性是一个很困难的事情。Kearney, Nash,Isensee等1969年根据80多篇评论总结了一些农药的持久性。氯化烃类杀虫剂持久性最长,如氯丹在土壤中可滞留5年,DDT可维持4年,马拉硫磷和对硫磷只维持一周左右。

此外,农药中含有的杂质成分,农药有毒代谢产物对农药持久性的意义也是不容忽视的。如克百威、代森类、草甘磷、2,4,5-T等。

2、土壤因素对持久性的影响

土壤有机质含量、pH、土壤质地、氧化还原状态、土壤水分、土壤温度等。如有机质含量有量方面影响:吸附作用可延长持久性,有机质丰富是有利于微生物繁殖从而有利于分解农药。土壤缺氧有利于DDT和七氯的嫌氧分解。

3、气候因素对持久性的影响

一般农药在寒冷的气候条件下持久性较长,温暖的气候有利于农药消解,持久性缩短。

4、耕作措施对持久性的影响

翻耕有利于农药降解,缩短农药持久性。

5、施用模式如使用方法、时间、和使用部位等也影响农药的持久性。

(二)农药残留的形态

影响农药在环境中残留的因素有多种。如农药本身的理化性质、加工剂型、施药方式等。一般蒸气压高的农药如敌敌畏,易光解的农药如辛硫磷等易于消失。脂溶性强的DDT、六六六等则易于在生物体内蜡质层或脂肪中积累。水溶性强的农药易于淋溶至地下较深层次,不利于降解消失。不同性质农药的残留期见表1。作物类型和施药部位也是影响农药残留的重要因素。作物种类不同在同样施药条件下所接受的农药原始沉积量不同。如蔬菜、茶叶、牧草等食叶作物上农药原始沉积量比黄瓜、蕃茄、茄子、草果等等大得多。几种农药在部分农产品上的残留分布见表2。 

 

表1各种农药在土壤中的持久性(以消解75-100%所需的时间表示)

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  表2 几种农药在部分农产品上的残留分布

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农药喷洒方式不同对农药残留影响亦很大。如飞机喷洒在植株上部1/3可承受用药总量的90%。叶面喷洒和被土壤处理残留期也不同。各种环境因子如光照,土壤结构和质地、有机质含量、土壤水分、pH等都对农药的残留期有很大影响。农药在生物体内和环境中的残留可以有不同的形态。农药在生物体内轭合残留(conjugated residue)和在土壤和生物体中的结合残留(bound residue)是两种特殊的、重要的残留形态。轭合残留是指农药及其代谢物与生物体内某些内源性物质结合形成极性较强、毒性较低的新化合物。主要与植物体内的葡萄糖、氨基酸、谷胱甘肽轭合,与动物体内的葡萄糖醛酸、氨基酸、谷胱甘肽、硫酸盐、磷酸盐轭合等。农药在生物体内的轭合反应一般是解毒代谢。但有时会增强活性或保持活性不变。

 

农药在土壤和生物体中的结合残留是指农药及其代谢与物土壤中的腐殖质、植物体内的纤维素、木质素等通过化学键合或物理结合牢固地形成一体,用常规的方法无法萃取。但是,这种说法忽略了农药与土壤矿质组分形成的结合残留,而且没有界定常规萃取方法的内涵。因此,国际原子能利用委员会1986年规定,“连续萃取24小时后仍残留于样品中的农药残留态为结合残留”。农药的结合残留物毒性大大降低,土壤中结合残留物被植物再利用的可能性亦很少,进入动物体内也不能被消化利用,只能随粪便排出体外。一般认为结合残留也是一种解毒机制,同时结合残留还可在环境中释放,造成对生态环境的再污染。农药在土壤中结合残留的形成与农药在土壤中的吸附和化学反应有关,不同种类的农药由于其吸附作用和化学反应不同,因而形成结合残留的程度也不同(表3)。

表3 不同种类农药在土壤中的结合残留状况

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据报道,通常使用的农药中有90%的品种可以在土壤和植物中形成结合残留,其结合残留量一般占施药量的20~70%。从表  和表  可以看出,氯代烃类在土壤中只形成少量的结合残留,而苯胺类和苯酚类及其衍生物具有较高的结合能力。氨基甲酸酯、均三氮苯和有机磷类农药也能形成相当数量的结合残留。拟除虫菊酯类杀虫剂的结合残留也不高,氨基甲酸酯类比菊酯类和有机氯类结合残留比例高。土壤中农药的结合残留的特点是其积累量随时间延长而增加。影响结合残留形成的因素有土壤有机质含量、土壤水分状况、土壤微生物活性和植物种植情况等。

农药结合残留的测定技术常用的有如下几种:①总燃烧法:只能测定结合态14C残留总量,不能区分结合残留物的化学形态和各自的量;②高温蒸馏技术(HTD):此法由于使用800℃高温农药残留物发生降解,回收率只有40-50%;③强酸/碱水解法:能有效地释放那些不易被酸碱分解的农药结合残留,但不能萃取与腐殖质紧密结合的结合残留部分;④溶剂萃取法:包括三氟化硼-甲醇萃取、超临界甲醇萃取、超临界CO2萃取等。

农药在土壤中的持久性可根据其半衰期分成三个等级(表4)。

表4 一些农药农药持久性

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