有机质对土壤中氯吡脲吸附-解吸行为的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191000755

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (32): 88-94.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191000755

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

有机质对土壤中氯吡脲吸附-解吸行为的影响

裴广鹏¹^,²(), 朱宇恩¹, 李华¹()

¹山西大学环境与资源学院,太原 030006
²山西大学资源与环境工程研究所,太原 030006

收稿日期:2019-10-24 修回日期:2020-04-22 出版日期:2020-11-15 发布日期:2020-11-19
通讯作者: 李华
作者简介:裴广鹏,男,1989年出生,山西浑源人,在读博士,研究方向:环境污染修复与治理。通信地址:030006 山西省太原市小店区坞城路92号山西大学环境与资源学院,Tel:0351-7018784,E-mail: peiguangpeng@163.com。
基金资助:
山西省重点研发计划重点项目“基于生态庄园经济模式的有机农业产业技术体系研究与示范”(201703D211014);山西省研究生教育创新项目“还原性醋糟基制剂防控番茄土传枯萎病的作用效果及其机理研究”(2018BY011);黄土高原生态恢复山西省重点实验室;国家科技惠民计划项目“资源枯竭型矿区塌陷地生态产业技术与示范”(2013GS140202)

Effect of Soil Organic Matter on Adsorption and Desorption of Forchlorfenuron in Soil

Pei Guangpeng¹^,²(), Zhu Yuen¹, Li Hua¹()

¹School of Environment Science and Resources, Shanxi University, Taiyuan 030006
²Institute of Resources and Environment Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006

Received:2019-10-24 Revised:2020-04-22 Online:2020-11-15 Published:2020-11-19
Contact: Li Hua

摘要/Abstract

摘要：

为了明确氯吡脲在土壤中的迁移转化行为及有机质对该过程的影响,采用振荡平衡法研究氯吡脲在有机质含量不同的2种土壤中的吸附-解吸行为。结果表明:拟二级动力学能够最好地拟合吸附动力学过程,且R²为0.9999。在2种土壤中氯吡脲的吸附解吸等温线均呈非线性,Freundlich方程可以对吸附解吸数据有着较好的拟合,且高有机质土壤的吸附容量远大于低有机质土壤,但解吸过程中存在迟滞现象。通过比较表明,有机质存在时以有机质吸附为主,无机矿物吸附很弱,且有机质能够显著增加氯吡脲的吸附容量。同时,高有机质土壤解吸过程存在显著的迟滞行为,平均为0.6273,而在低有机质土壤中迟滞系数存在负值,表明有机质能够加强对氯吡脲的固定,降低其继续迁移转化的风险。

关键词: 氯吡脲, 吸附, 解吸, 有机质, 土壤, 迁移转化

Abstract:

To explore the migration and transformation of forchlorfenuron in soil and the effect of organic matter on the process, the batch equilibrium experiments were used to investigate the adsorption and desorption of forchlorfenuron in two soils with different organic matter contents. The results showed that the adsorption kinetics could be well described by the pseudo-second order kinetics model, and the R²reached 0.9999. All adsorption and desorption isotherms were of deviation from the linear model, and all experimental data could be best described by the Freundlich model. Meanwhile, adsorption capacity in soil with high organic matter content was higher than that in soil with low organic matter content, but there was hysteresis in the desorption process. All the results showed that the adsorption of forchlorfenuron by organic matter was mainly in the presence of organic matter, while the adsorption of inorganic minerals was very weak. And organic matter could significantly increase the adsorption capacity of forchlorfenuron. However, the desorption process of forchlorfenuron in soil with high organic matter content had significant hysteresis behavior with hysteresis index of 0.6273, while the hysteresis index in soil with low organic matter had a negative value, which indicated that organic matter can enhance the immobilization of forchlorfenuron and reduce the risk of its migration and transformation.

Key words: forchlorfenuron, adsorption, desorption, organic matter, soil, migration and transformation

中图分类号:

X592

裴广鹏, 朱宇恩, 李华. 有机质对土壤中氯吡脲吸附-解吸行为的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(32): 88-94.

Pei Guangpeng, Zhu Yuen, Li Hua. Effect of Soil Organic Matter on Adsorption and Desorption of Forchlorfenuron in Soil[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(32): 88-94.

图/表 8

参考文献 34

[1]	左春平, 于洋, 张楠, 等. 农药环境风险评估中常用的计算毒理学模型软件[J]. 生态毒理学报, 2017,12(4):98-109.
[2]	李莲华. 土壤农药污染的来源及危害[J]. 现代农业科技, 2013(5):238-238.
[3]	杨丹, 范荣华, 匡宝平, 等. 我国果蔬农药残留快速检测技术研究现状[J]. 中国科技信息, 2019(19):98-99.
[4]	赵玲, 腾应, 骆永明. 中国农田土壤农药污染现状和防控对策[J]. 土壤, 2017,49(3):417-427.
[5]	林先贵. 土壤微生物学的研究进展和发展方向[J]. 土壤, 1991(4):210-213.
[6]	Sukul P, Spiteller M. Sulfonamides in the Environment as Veterinary Drugs[M]. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. New York: Springer, 2006: 67-101.
[7]	Liu Q, Gong D X, Peng X C, et al. Determination of forchlorfenuron dissipation and residue in cucumbers and red soil[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2010,17(1):27-31.
[8]	Auerbach E. Influence of CPPU on carbohydrate accumulation and metabolism in fruits of Actinidia deliciosa (A. Chev.)[J]. Scientia Horticulturae, 1996,65(1):37-47.
[9]	Millan-Mendoza B, Graham J. Organogenesis and micropropagation in red raspberry using forchlorfenuron (CPPU)[J]. Journal of Pomology & Horticultural Science, 2015,74(2):219-223.
[10]	Iwahori S, Tominaga S, Yamasaki T. Stimulation of fruit growth of kiwifruit, Actinidia chinensis Planch., by N-(2-chloro-4-pyridyl)-N'-phenylurea, a diphenylurea-derivative cytokinin[J]. Scientia Horticulturae, 1988,35:109-115.
[11]	王丽英, 任贝贝, 刘印平, 等. 河北省市售水果中植物生长调节剂残留状况调查与分析[J]. 食品安全质量检测学报, 2019,10(12):3929-3935
[12]	史晓梅, 金芬, 黄玉婷, 等. 水果中常用植物生长调节剂的研究进展[J]. 食品工业科技, 2012,33(4):417-422.
[13]	罗正荣. 新植物生长调节剂CPPU及其在果树和蔬菜上的应用[J]. 植物生理学报, 1993,29(1):297-299.
[14]	肖建军, 华泽钊, 徐斐, 等. 植物酶浓度对检测乐果灵敏度的影响研究[J]. 环境科学学报, 2002,22(5):653-657.
[15]	Sukul P, Lamshöft M, Zühlke S, et al. Sorption and desorption of sulfadiazine in soil and soil-manure systems[J]. Chemosphere, 2008,73(8):1344-1350. URL pmid: 18706672
[16]	Banerjee K, Oulkar D P, Patil S H, et al. Sorption behaviour of forchlorfenuron in soil[J]. Bulletin of Environmental Contamination & Toxicology, 2008,80(3):201-205. doi: 10.1007/s00128-007-9345-x URL pmid: 18193141
[17]	刘松长, 李继睿, 何文. 农药在土壤环境中的吸附-解吸作用[J]. 广东化工, 2007,34(11):101-103.
[18]	Sanchezcamazano M, Sanchezmartin M J, Rodriguezcruz M S. Sodium dodecyl sulphate-enhanced desorption of atrazine: effect of surfactant concentration and of organic matter content of soils[J]. Chemosphere, 2000,41(8):1301-1305.
[19]	鲍艳宇, 周启星, 万莹, 等. 土壤有机质对土霉素在土壤中吸附-解吸的影响[J]. 中国环境科学, 2009,29(6):651-655.
[20]	余向阳, 应光国, 刘贤进, 等. 土壤中黑碳对农药敌草隆的吸附-解吸迟滞行为研究[J]. 土壤学报, 2007,44(4):650-655.
[21]	屠贝, 郭学涛, 葛建华, 等. 工业腐殖酸提纯前后对泰乐菌素的吸附特性[J]. 环境科学学报, 2016,36(5):1683-1689.
[22]	陈励科, 马婷婷, 罗凯, 等. 复合污染土壤中土霉素的吸附行为及其对土壤重金属解吸影响的研究[J]. 土壤学报, 2015,52(1):104-111.
[23]	仝冬丽, 双生晴, 李晓军, 等. 固定化菌剂载体材料腐解产物对污染土壤中芘解吸的影响[J]. 环境科学, 2015,36(8):3018-3025.
[24]	张劲强, 董元华. 诺氟沙星的土壤吸附热力学与动力学研究[J]. 土壤学报, 2008,45(5):978-986.
[25]	王元庆. 木棉基活性炭纤维研究[D]. 上海:东华大学, 2008.
[26]	Juang R S, Wu F C, Tseng R L. Mechanism of adsorption of dyes and phenols from water using activated carbons prepared from plum kernels[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2000,227(2):437-444. doi: 10.1006/jcis.2000.6912 URL pmid: 10873331
[27]	Kumar KV, Ramamurthi V, Sivanesan S. Modeling the mechanism involved during the sorption of methylene blue onto fly ash[J]. Journal of Colloid And Interface Science, 2005,284(1):14-21.
[28]	李梦耀. 五氯苯酚在黄土性土壤中的迁移转化及其废水治理研究[D]. 西安:长安大学, 2008.
[29]	王元庆, 周美华. 木棉基活性炭纤维的结构与吸附性能[J]. 合成纤维工业, 2009,32(3):11-14.
[30]	李扬, 李梦耀, 袁胜, 等. 五氯酚钠在黄土性土壤中的吸附与解吸[J]. 应用化工, 2014,43(5):880-886.
[31]	鲍艳宇. 四环素类抗生素在土壤中的环境行为及生态毒性研究[D]. 天津:南开大学, 2008.
[32]	王东红. 除草剂氟噻草胺与咪唑喹啉酸在土壤中的吸附行为、残留毒性及其控制[D]. 杭州:浙江大学, 2015.
[33]	Weber W J, Huang W, Yu H. Hysteresis in the sorption and desorption of hydrophobic organic contaminants by soils and sediments: 2. Effects of soil organic matter heterogeneity[J]. Journal of Contaminant Hydrology, 1998,31(1-2):149-165.
[34]	Huang W, Peng P, Yu Z, et al. Effects of organic matter heterogeneity on sorption and desorption of organic contaminants by soils and sediments[J]. Applied Geochemistry, 2003,18(7):955-972.

供试土壤	pH值	有机质/(g/kg)	阳离子交换量/(cmol/kg)	速效钾/(mg/kg)	速效磷/(mg/kg)	全氮/(g/kg)
土壤A	8.56	2.74	20.65	115.24	6.91	0.15
土壤B	8.31	57.60	34.60	238.82	75.79	2.78

供试土壤	pH值	有机质/(g/kg)	阳离子交换量/(cmol/kg)	速效钾/(mg/kg)	速效磷/(mg/kg)	全氮/(g/kg)
土壤A	8.56	2.74	20.65	115.24	6.91	0.15
土壤B	8.31	57.60	34.60	238.82	75.79	2.78

拟一级动力学		拟二级动力学			颗粒内扩散			Elovich方程
K₁	R²	q_e	K₂	R²	K_p	c	R²	α	β	R²
0.0059	0.8831	69.3	10.10	0.9999	0.3583	61.59	0.5857	4.791×10¹⁴	0.5657	0.8504

拟一级动力学		拟二级动力学			颗粒内扩散			Elovich方程
K₁	R²	q_e	K₂	R²	K_p	c	R²	α	β	R²
0.0059	0.8831	69.3	10.10	0.9999	0.3583	61.59	0.5857	4.791×10¹⁴	0.5657	0.8504

	土壤类型	Freundlich模型			Langmuir模型			Linear模型
	土壤类型	K_f	1/n	R²	C₀/(mg/kg)	b	R²	K_p/(L/kg)	R²
吸附	土壤A	0.251	3.26	0.9671				12.51	0.7935
吸附	土壤B	71.37	0.68	0.9963	177.04	0.71	0.9872	59.74	0.9790
解吸	土壤A	7.57	0.29	0.9611				24.35	0.6972
解吸	土壤B	118.70	0.64	0.9871	152.41	2.12	0.9986	127.60	0.9330

有机质对土壤中氯吡脲吸附-解吸行为的影响

Effect of Soil Organic Matter on Adsorption and Desorption of Forchlorfenuron in Soil

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 8

参考文献 34

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

土壤类型	C_e/(mg/L)
土壤类型	0.5	1	2	5
土壤A	235.3	29.16	2.849	-0.747
土壤B	0.709	0.663	0.618	0.559

[1]	崔莹莹, 周波, 陈义勇, 刘嘉裕, 黎健龙, 唐颢, 唐劲驰. 广东茶区土壤肥力时空变化分析与综合评价[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 85-95.
[2]	孙树晴, 丁炜, 孙瑞, 张希财, 兰国玉, 陈伟, 杨川, 吴志祥. 不同林龄橡胶林土壤细菌群落组成及多样性研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 93-100.
[3]	洪慈清, 桂芳泽, 陈芳容, 方云, 游雨欣, 关雄, 潘晓鸿. 茶渣制备的生物质炭对重金属镍的吸附研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 109-114.
[4]	曾婕, 余浪, 达布希拉图, 李云驹. 磷基土壤调理剂在低磷红壤上对小白菜生长的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 81-87.
[5]	黄浩, 谢晋, 袁文彬, 王初亮, 陈坤华, 曾繁东, 梁增发, 苏诏, 王维. 不同有机物料对烤烟根系特征及氮磷钾积累量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 51-57.
[6]	秦乃群, 马巧云, 高敬伟, 杨璞, 蔡金兰, 郝迎春, 李艳梅, 冀洪策, 廖祥政. 沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 58-63.
[7]	卢丽兰, 王玉萍, 尹欣幸, 黄英凯, 范海阔. 海南省水果型椰子园土壤养分调查与评价[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 72-80.
[8]	王丽娜, 杨瑛, 杜苏. 生物炭施入对盐碱土壤影响的研究现状[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 81-87.
[9]	赵双梅, 刘宪斌, 李红梅, 董文彩, 沈健萍, 包金美, 梁芳, 鲁美. 云南哀牢山湿性常绿阔叶林土壤碳分布特征[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 88-95.
[10]	邓裕帅, 王宇光, 於丽华, 耿贵. 水涝胁迫对不同土壤盐碱度下甜菜幼苗生长及光合特性的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 18-23.
[11]	张梦佳, 文方芳, 张雪莲, 赵青春, 郭建明, 廖洪, 刘自飞, 朱文, 韩宝, 葛瑶科, 廖上强, 卢静. 田块尺度设施菜田土壤健康评价方法的初步构建与应用[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 74-79.
[12]	陈慧, 周晓月, 谭诚, 张永春, 汪吉东, 马洪波. 紫云英还田对土壤养分和重金属含量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 80-85.
[13]	李祥, 王永平, 王耀凤, 褚春年, 孙喜军, 柯希恒, 曾桥. 枝条有机肥最佳堆肥参数及施用效果研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(6): 63-68.
[14]	鲍广灵, 陶荣浩, 杨庆波, 胡含秀, 李丁, 马友华. 微生物修复农田土壤重金属污染技术研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(6): 69-74.
[15]	孙养存, 尹紫良, 葛菁萍. 土壤中重金属污染物的来源及治理方式[J]. 中国农学通报, 2022, 38(6): 75-79.