土壤中有机污染物与环境质量环境土壤学讲稿.ppt
关于土壤中有机污染物与环境质量环境土壤学第一页，讲稿共六十七页哦 世界上每年合成的近百万新化合物中约世界上每年合成的近百万新化合物中约70%70%为有为有机化合物。机化合物。全球合成化学品产量逐年上升全球合成化学品产量逐年上升第二页，讲稿共六十七页哦第三页，讲稿共六十七页哦第一节第一节 土壤有机污染物概述土壤有机污染物概述p 有机农药有机农药p 石油石油p 塑料制品塑料制品p 染料染料p 表面活性剂表面活性剂 p 增塑剂增塑剂p 阻燃剂阻燃剂第四页，讲稿共六十七页哦一、农药一、农药 农药是各种杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂、农药是各种杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂、除草剂和植物生长调节剂等农用化学制除草剂和植物生长调节剂等农用化学制剂的总称。剂的总称。第五页，讲稿共六十七页哦杀虫剂杀螨剂杀菌剂杀线虫剂除草剂植物生长调节剂杀鼠剂杀软体动物剂有机氮化合物有机磷化合物拟除虫菊酯氨基甲酸酯有机硫化合物有机金属化合物酰胺类化合物杂环类化合物苯氧羧酸类酚类化合物脲类化合物醚类化合物酮类化合物三氮苯类二氮苯类苯甲酸类脒类化合物香豆素类化合物其他矿物源农药无机化合物化学合成农药有机合成化合物农药胃毒性农药触杀性农药内吸性农药薰蒸性农药特异性农药（驱避、引诱、拒食、生长调节）生物源农药天然有机物抗生素生物农药按作用按作用 方式分类方式分类按主要防治按主要防治对象分类对象分类 按来源分类按来源分类化合物类型化合物类型 分类分类第六页，讲稿共六十七页哦农药类型农药类型n有机氯农药有机氯农药氯代苯氯代苯氯代甲撑茚制剂氯代甲撑茚制剂n有机磷农药有机磷农药磷酸酯磷酸酯硫代磷酸酯硫代磷酸酯磷酸酯和硫代磷酸酯类磷酸酯和硫代磷酸酯类磷酸胺和硫代磷酸胺类磷酸胺和硫代磷酸胺类第七页，讲稿共六十七页哦 农药利用情况图农药利用情况图第八页，讲稿共六十七页哦各类农药在土壤中的残留时间各类农药在土壤中的残留时间第九页，讲稿共六十七页哦DDTu产于产于19421942年，二战时期广泛用于防治疟疾、斑疹伤寒等传年，二战时期广泛用于防治疟疾、斑疹伤寒等传染疾病，保护士兵和民众。二战后，染疾病，保护士兵和民众。二战后，DDTDDT被广泛用作农业杀被广泛用作农业杀虫剂大量使用。因对生态系统尤其是鸟类的显著毒害作用，虫剂大量使用。因对生态系统尤其是鸟类的显著毒害作用，7070年代早期开始被各国禁用。但是，因在非洲等热带地区年代早期开始被各国禁用。但是，因在非洲等热带地区疟疾病媒的防治中难以取代，疟疾病媒的防治中难以取代，DDTDDT仍在应用，同时也作为仍在应用，同时也作为另一种杀虫剂另一种杀虫剂三氯杀螨醇的中间体。三氯杀螨醇的中间体。u土壤中半衰期土壤中半衰期10101515年；年；u吞食或被表皮吸收时对人类和动物有毒；吞食或被表皮吸收时对人类和动物有毒；u全球累积消费量全球累积消费量3030万吨；万吨；u6565国家禁止，国家禁止，2626国家限制生产和使用。国家限制生产和使用。常见有机氯农药及半衰期常见有机氯农药及半衰期第十页，讲稿共六十七页哦氯丹氯丹(Chlordane)n产生于1945年，是广谱杀虫剂，广泛用于各类农作物，包括蔬菜、小谷、玉米、马铃薯、以及水果和油、糖、麻类作物；同时，氯丹广泛用于白蚁防治，用来保护森林、木结构建筑、堤坝和地下电缆。n土壤半衰期14年；n影响神经系统，损害免疫系统；n目前全球累积消费量大约7万吨；n115个报告国家中，57国禁止，17国限制生产和使用。常见有机氯农药及半衰期常见有机氯农药及半衰期第十一页，讲稿共六十七页哦二、多环芳烃二、多环芳烃（PAHs）n石油、煤炭、木材、气体燃料等不完全燃烧或还原条件下热分解产生强致癌物 苯并（a）比第十二页，讲稿共六十七页哦三、多氯联苯三、多氯联苯(PCBs)n多氯联苯是联苯进行多氯代过程的产物。第十三页，讲稿共六十七页哦三、多氯联苯三、多氯联苯(PCBs)n不同含氯量的同系物的混合物，不同含氯量的同系物的混合物，209209个同类物；个同类物；n一般一般PCBs工业产品均为混合物，不易分解，物理化学性质工业产品均为混合物，不易分解，物理化学性质高度稳定，耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗氧化，对金属物腐蚀、高度稳定，耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗氧化，对金属物腐蚀、耐热和绝缘性能好。除一氯、二氯代物，均为不可燃物质；耐热和绝缘性能好。除一氯、二氯代物，均为不可燃物质；n PCBs被广泛用于工业和商业等方面，可作为变压器和电容被广泛用于工业和商业等方面，可作为变压器和电容器的冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀的涂料等；在热传导系统器的冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀的涂料等；在热传导系统和水利系统中作介质；在配制润滑油、农药、油漆、油墨、和水利系统中作介质；在配制润滑油、农药、油漆、油墨、复写纸、粘胶剂等中作添加剂；在塑料中作增塑剂；复写纸、粘胶剂等中作添加剂；在塑料中作增塑剂；n来源：颗粒沉降、肥料、农药。来源：颗粒沉降、肥料、农药。第十四页，讲稿共六十七页哦三、多氯联苯三、多氯联苯(PCBs)&土壤半衰期土壤半衰期2-6年；年；&对人体和生态系统危害被大量证实，如对人体和生态系统危害被大量证实，如米糠油事件；米糠油事件；&估计全球累积消费量估计全球累积消费量100-200万吨；万吨；第十五页，讲稿共六十七页哦四、二四、二噁噁英和呋喃英和呋喃(Dioxins and Furans)nPCDDs/PCDFs,PCDDs/PCDFs,是目前已知的毒性最大的有机氯化合物。由于氯原子是目前已知的毒性最大的有机氯化合物。由于氯原子可以占据环上可以占据环上8 8个不同的位置，从而可以形成个不同的位置，从而可以形成7575种多氯二苯并二恶英种多氯二苯并二恶英异构体和异构体和135135种多氯代二苯并呋喃异构体。其中种多氯代二苯并呋喃异构体。其中2,3,7,8-2,3,7,8-四氯四氯二苯并二恶英（二苯并二恶英（2,3,7,8-TCDD2,3,7,8-TCDD）是目前已知的有机物中毒性最强的化）是目前已知的有机物中毒性最强的化合物。合物。n非故意产物（副产物），主要在燃烧过程和含氯工业中产生，如：金非故意产物（副产物），主要在燃烧过程和含氯工业中产生，如：金属冶炼，城市、医疗和危险废物的焚烧，苯氧酸除草剂、属冶炼，城市、医疗和危险废物的焚烧，苯氧酸除草剂、PCBsPCBs和氯和氯酚生产中的副产物；酚生产中的副产物；n土壤半衰期：土壤半衰期：10-1210-12年；年；n一种致癌、致畸、损害生殖和免疫系统。一种致癌、致畸、损害生殖和免疫系统。第十六页，讲稿共六十七页哦四、二四、二噁噁英和呋喃英和呋喃(Dioxins and Furans)主要排放来源：主要排放来源：废物焚化炉，包括都市生活废物、危险性或医药废物焚化炉，包括都市生活废物、危险性或医药废物或下水污物的共同焚化炉；废物或下水污物的共同焚化炉；燃烧危险废物的水泥窑；燃烧危险废物的水泥窑；应用元素氯或可生成元素氯的化学品作为漂白剂应用元素氯或可生成元素氯的化学品作为漂白剂的纸浆生产；的纸浆生产；冶金工业中的热处理过程冶金工业中的热处理过程,铜、锌、铝、金属烧结铜、锌、铝、金属烧结等。等。第十七页，讲稿共六十七页哦二噁英类物质毒性当量评价二噁英类物质毒性当量评价第十八页，讲稿共六十七页哦五、石油类污染物五、石油类污染物n石油类污染物是指石油在开采、运输、装卸加工和使用石油类污染物是指石油在开采、运输、装卸加工和使用过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要发生有过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要发生有海洋，石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油漠，可通过海洋，石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油漠，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移，转化。等进行迁移，转化。n来源：石油开采、运输、加工、储存、使用、废弃物来源：石油开采、运输、加工、储存、使用、废弃物处置影响土壤通透性；处置影响土壤通透性；n毒性：烷烃毒性：烷烃环烷烃环烷烃烯烃烯烃芳香烃芳香烃第十九页，讲稿共六十七页哦六、其他重要有机污染物六、其他重要有机污染物增塑剂：增塑剂：n酞酸酯类化合物(PAEs)（邻苯二甲酸二丁酯DBP、邻苯二甲酸二异辛酯DEHP）n来源：农膜及其他废弃塑料制品、工业烟尘沉降、污灌;n致畸、致突变,土壤-植物系统。第二十页，讲稿共六十七页哦六、其他重要有机污染物六、其他重要有机污染物染料类染料类n工业废水排放、污灌、污泥和堆肥；工业废水排放、污灌、污泥和堆肥；n较高浓度表面活性剂导致土壤黏粒稳定性增强，较高浓度表面活性剂导致土壤黏粒稳定性增强，加重水土流失；加重水土流失；n使农药和重金属的污染范围扩大。使农药和重金属的污染范围扩大。第二十一页，讲稿共六十七页哦六、其他重要有机污染物六、其他重要有机污染物n表面活性剂：主要是烷基苯磺酸盐；表面活性剂：主要是烷基苯磺酸盐；n以污灌和污泥方式进入土壤；以污灌和污泥方式进入土壤；n 较高浓度表面活性剂导致土壤黏粒稳较高浓度表面活性剂导致土壤黏粒稳定性增强，加重水土流失。使农药和重定性增强，加重水土流失。使农药和重金属的污染范围扩大金属的污染范围扩大第二十二页，讲稿共六十七页哦六、其他重要有机污染物六、其他重要有机污染物n废塑料制品：主要成分聚氯乙烯、聚苯乙烯等；n塑料薄膜、快餐包装盒及包装塑料袋、盒、绳等永久性“白色污染”；n破坏土壤结构、作物减产、品质受损、破坏农田生态系统。第二十三页，讲稿共六十七页哦第二节第二节 土壤中有机污染物的土壤中有机污染物的环境行为环境行为吸附吸附/解吸、挥发、解吸、挥发、渗滤、生物吸收渗滤、生物吸收腹肌、降解、非腹肌、降解、非生物降解生物降解第二十四页，讲稿共六十七页哦土壤环境中污染物运移控制机制土壤环境中污染物运移控制机制n地下水决定了污染物的运动方向和速率；地下水决定了污染物的运动方向和速率；n扩散使污染物产生纵向和横向的转移；扩散使污染物产生纵向和横向的转移；n污染物与土壤颗粒中的有机质及矿物质之间的污染物与土壤颗粒中的有机质及矿物质之间的吸附吸附/解吸，污染物在包气带中的水气界面处的物解吸，污染物在包气带中的水气界面处的物质交换使污染物的运移受到阻滞作用；质交换使污染物的运移受到阻滞作用；n污染物随气体迁移和扩散；污染物随气体迁移和扩散；n土壤中的生物与化学作用使污染物降解或生成其他有土壤中的生物与化学作用使污染物降解或生成其他有害物质。害物质。第二十五页，讲稿共六十七页哦吸附与迁移 转化 结合残留土壤环境中污染物的主要环境行为土壤环境中污染物的主要环境行为第二十六页，讲稿共六十七页哦一、有机污染物在土壤中的一、有机污染物在土壤中的吸附与迁移吸附与迁移n吸附：土壤矿物组分和有机质共同作用；吸附：土壤矿物组分和有机质共同作用；过程过程：有机物的离子或基团从自由水向土壤矿物：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；的亚表面层扩散；土壤矿物质吸附土壤矿物质吸附:离子或基团以表面反应或进入双电离子或基团以表面反应或进入双电层的扩散层的方式。层的扩散层的方式。农药在土壤中的吸附作用通常用吸附等温式表示，常农药在土壤中的吸附作用通常用吸附等温式表示，常见的有直线型（见的有直线型（C-型），（型），（L-型），（型），（F-型）高亲和型）高亲和力型力型H-型和型和S-型它依赖于吸附质和吸附剂的性质及型它依赖于吸附质和吸附剂的性质及其环境条件。其环境条件。第二十七页，讲稿共六十七页哦第二十八页，讲稿共六十七页哦n吸附机理吸附机理u就土壤本身而言，对有机污染物的吸附实际上是由土壤就土壤本身而言，对有机污染物的吸附实际上是由土壤中的土壤矿物组分和土壤有机质两部分共同作用的结果。中的土壤矿物组分和土壤有机质两部分共同作用的结果。近年来的研究表明，与土壤有机质相比，土壤中矿物近年来的研究表明，与土壤有机质相比，土壤中矿物组分对有机污染物的吸附是次要的，而且这种吸附多组分对有机污染物的吸附是次要的，而且这种吸附多是以物理吸附为主，在动力学上符合线性等温吸附模是以物理吸附为主，在动力学上符合线性等温吸附模型。因此，土壤吸附有机污染物机理的研究主要是从型。因此，土壤吸附有机污染物机理的研究主要是从土壤有机质的角度进行的。土壤有机质的角度进行的。第二十九页，讲稿共六十七页哦（1）线性分配模型）线性分配模型（2）非线性分配模型）非线性分配模型（3）双模式吸附模型）双模式吸附模型（4）三段元反应模型）三段元反应模型第三十页，讲稿共六十七页哦一、有机污染物在土壤中的一、有机污染物在土壤中的吸附与迁移吸附与迁移n挥发：以分子形式从土壤中逸入大气挥发：以分子形式从土壤中逸入大气 Vsw/a为农药在土壤中的挥发速率；Cw为农药在土壤溶液中的浓度；Ca为农药在空气中的浓度；r为土壤中土壤固相与水的重量比；Ka为土壤对农药的吸附系数；n蒸气压、水溶解度、土壤含水量、土壤蒸气压、水溶解度、土壤含水量、土壤对有机物的吸附作用对有机物的吸附作用第三十一页，讲稿共六十七页哦一、有机污染物在土壤中的一、有机污染物在土壤中的吸附与迁移吸附与迁移n移动性：土壤中有机物随水分运动的可迁移程度。(1)淋溶 (2)径流第三十二页，讲稿共六十七页哦 研究方法 1.土壤薄层层析法 2.淋溶法一些农药在土壤中的移动性一些农药在土壤中的移动性Rt值移动性能农药品种0.00-0.09移动性很弱草不隆，枯草隆、敌草索、林丹、甲拌磷、乙拌磷、敌草快、乙硫磷、百草枯、DDT、毒杀芬等0.10-0.34移动性弱环草隆、杀草敏、禾草特、克草猛、克草猛、氯苯胺灵、保棉磷等0.35-0.64移动性中等毒草安、非草隆、扑草通、苯胺磷、伏草隆、草乃敌、甲草胺草达津等0.65-0.89移动性强毒莠定、伐草克、绿草定、2甲4氯，杀草强、2,4-D,地乐酚、除草定0.89-1.00移动性很强三氯醋酸、茅草枯、草芽平、杀草畏、麦草畏、草灭平第三十三页，讲稿共六十七页哦二、有机污染物在土壤中的转化二、有机污染物在土壤中的转化 非生物降解生物降解水解光解第三十四页，讲稿共六十七页哦(一一)水解水解n水解是化合物与水分之间发生相互作用的过程，由于土壤体系含有水分，因而水解是有机污染物在土壤中的重要转化途径。nRX+H2O ROH+HX第三十五页，讲稿共六十七页哦n水解作用改变了有机污染物的结构。一般情况下，水解可导致产物的毒性降低，但也有例外，例如2,4-D酯类的水解就生成了毒性更大的2,4-D酸。n水解产物挥发性可能与母体化合物不同，与ph有关的离子化水解产物可能没有挥发性，而且一般比母体更易于生物降解。第三十六页，讲稿共六十七页哦n 吸吸附附催催化化反反应应（成成为为某某些些农农药药的的主主要要降降解解途途径径）土土壤壤系系统统中中某某些些水水解解反反应应受受黏黏土土的的催催化化作作用用，可可能能比比相相应应的的水水体体中中要要快。快。第三十七页，讲稿共六十七页哦第三十八页，讲稿共六十七页哦u水解产物毒性降低水解产物毒性降低;u农药等有机污染物的水解速率主要取决于农药等有机污染物的水解速率主要取决于其本身的化学结构和土壤水的其本身的化学结构和土壤水的PHPH、温度、温度、离子强度及其他化合物的存在与否离子强度及其他化合物的存在与否;u通常水解作用随温度增加而增加，而通常水解作用随温度增加而增加，而PHPH与与溶液中其他离子的存在对水解反应速率的溶液中其他离子的存在对水解反应速率的影响具有双重性。影响具有双重性。第三十九页，讲稿共六十七页哦(二二)光解光解n吸附于土壤表面的污染物分子在光作用下，吸附于土壤表面的污染物分子在光作用下，将光能直接或间接转移到分子键，使分子将光能直接或间接转移到分子键，使分子变为激发态而裂解或转化的现象。变为激发态而裂解或转化的现象。n相比较而言，农药在土壤表面的光解速度相比较而言，农药在土壤表面的光解速度要比在溶液中慢得多？为什么呢？要比在溶液中慢得多？为什么呢？第四十页，讲稿共六十七页哦n农药对光的敏感程度是决定其在土壤中的残农药对光的敏感程度是决定其在土壤中的残留期长短的重要因素。留期长短的重要因素。n光线在土壤中的迅速衰减可能是农药在土壤光线在土壤中的迅速衰减可能是农药在土壤中光解速度减慢的重要原因；而土壤颗粒吸中光解速度减慢的重要原因；而土壤颗粒吸附农药分子后发生内部滤光现象，可能是农附农药分子后发生内部滤光现象，可能是农药在土壤中光解速度减慢的另一重要原因。药在土壤中光解速度减慢的另一重要原因。n有机物在含高有机物在含高C C、FeFe的粉煤灰上光解速度明的粉煤灰上光解速度明显减慢？为什么呢？显减慢？为什么呢？第四十一页，讲稿共六十七页哦光线在土壤中会迅速衰减光线在土壤中会迅速衰减;土壤颗粒吸附农药分子后发生内部滤光作用土壤颗粒吸附农药分子后发生内部滤光作用。第四十二页，讲稿共六十七页哦光解的影响因素u土壤质地：团粒、微团结构影响光的穿透能力和土壤质地：团粒、微团结构影响光的穿透能力和农药分子土壤中的扩散性；农药分子土壤中的扩散性；u土壤水分：增强农药的移动力性，有利光解；土壤水分：增强农药的移动力性，有利光解；u共存物质：猝灭和敏化作用；共存物质：猝灭和敏化作用；u土层厚度：土表土层厚度：土表1mm处易光解；处易光解；u矿物组分：黏粒矿物有利于光解。矿物组分：黏粒矿物有利于光解。第四十三页，讲稿共六十七页哦光解类型 光氧化：还原脱氯 水解：带酯键或醚键的农药 光异构化：P=SP-S第四十四页，讲稿共六十七页哦(三三)生生 物物 降降 解解n通过生物的作用效有机污染物分解为小通过生物的作用效有机污染物分解为小分子化合物的过程；分子化合物的过程；n微生物、高等植物和动物。微生物、高等植物和动物。n其其半半衰衰期期既既决决定定于于农农药药本本身身的的特特点点，也也与与周周围围的的环环境境因因子子和和生生物物因因子子有有关关，特特别是微生物的参与。别是微生物的参与。n例例如如，氯氯代代烃烃农农药药的的半半衰衰期期约约2-5年年，但但在在淹淹水水的的条条件件下下土土壤壤微微生生物物的的存存在在可可加加快农药的分解。快农药的分解。第四十五页，讲稿共六十七页哦n 湘湘江江流流域域农农田田土土壤壤微微生生物物群群体体降降解解林林丹丹的能力。的能力。n 结结果果表表明明，土土壤壤中中能能以以林林丹丹为为唯唯一一碳碳源源的的细细菌菌数数为为平平均均361036104 4/g/g干干土土，稻稻田田淹淹水水8484天天，林林丹丹降降解解可可达达98.4%98.4%，若若不不淹淹水水，8484天天后只降解了后只降解了43.5%43.5%。实实 例例在田间积水的条件下，林丹的半衰期只有在田间积水的条件下，林丹的半衰期只有60.160.1天，天，降解速率比旱地提高了两倍多。降解速率比旱地提高了两倍多。第四十六页，讲稿共六十七页哦 此此外外，同同类类有有机机物物分分子子结结构构不不同同，对对其其降降解性能影响也不同。解性能影响也不同。如如：除除草草剂剂 2,4-D2,4-D（2,4-2,4-二二氯氯苯苯氧氧乙乙酸酸）和和2,4,5-T2,4,5-T（2,4,5-2,4,5-三三氯氯苯苯氧氧乙乙酸酸）2020天天内内，2,4,5-T2,4,5-T几几乎乎未未被被降降解解，2,4-D2,4-D已已降降解解至至剩剩余余 10%10%以下。以下。第四十七页，讲稿共六十七页哦 一般原则：一般原则：含易失去电子的取代基如：含易失去电子的取代基如：-OH、COOH、NH2 的芳香化合物比含易得到的芳香化合物比含易得到电子的取代基如：电子的取代基如：-NO、-X、-SO3H的芳的芳香化合物易氧化代谢。香化合物易氧化代谢。第四十八页，讲稿共六十七页哦取代顺序：取代顺序：n脂肪酸脂肪酸 有机磷酸盐有机磷酸盐 短链苯氧基脂肪酸短链苯氧基脂肪酸 长链苯氧基脂肪酸长链苯氧基脂肪酸 单基取代苯氧基脂单基取代苯氧基脂肪酸肪酸 三基取代苯氧基脂肪酸三基取代苯氧基脂肪酸 硝基苯硝基苯 氯代烃。氯代烃。第四十九页，讲稿共六十七页哦1.微生物在农药转化中的作用(1)(1)矿化作用矿化作用 许许多多农农药药是是天天然然化化合合物物的的类类似似物物质质，某某些些微微生生物物具具有有分分解解它它们们的的酶酶系系，它它们们可可作作为微生物的营养源而被分解成无机物。为微生物的营养源而被分解成无机物。第五十页，讲稿共六十七页哦 生物降解都是由酶的催化完成的，生物降解都是由酶的催化完成的，而酶与污染物质的结合是污染物能被酶而酶与污染物质的结合是污染物能被酶催化降解的第一个关键步骤。这种结合催化降解的第一个关键步骤。这种结合常是以污染物的某个基团的作用或空间常是以污染物的某个基团的作用或空间结构形态为前提的。结构形态为前提的。第五十一页，讲稿共六十七页哦n 如果污染物的空间构象正好与酶活性中心的空间形态吻合，二者在空间上就具有了亲和力。二者结合后生成一种复合中间产物，这种产物的存在过程就是酶对污染物进行激活的过程。第五十二页，讲稿共六十七页哦 合成的有机化合物常常不能直接被甲合成的有机化合物常常不能直接被甲微生物降解，但有另一可供碳源和能源的微生物降解，但有另一可供碳源和能源的辅辅助基助基质质同同时时存在，即乙微生物可使其存在，即乙微生物可使其发发生部分降解，而生部分降解，而经过经过乙微生物作用的乙微生物作用的产产物物又可被甲微生物又可被甲微生物继续继续降解。降解。这这就是共代就是共代谢谢作用，作用，这这种生物降解种生物降解过过程要复程要复杂杂得多。得多。(2)共代谢作用第五十三页，讲稿共六十七页哦u 除除草草剂剂2，4，5-T难难以以降降解解，可可利利用用苯苯酸酸脂脂而生长的细菌对其有共代谢作用。而生长的细菌对其有共代谢作用。u 间间-硝基酚难以降解，但利用对硝基酚而生硝基酚难以降解，但利用对硝基酚而生长的黄杆菌可与其发生共代谢作用降解成硝长的黄杆菌可与其发生共代谢作用降解成硝基醌。基醌。实实 例例第五十四页，讲稿共六十七页哦 (3)(3)生物化学反应生物化学反应n 氮：生物固氮、氮化、硝化反硝化；氮：生物固氮、氮化、硝化反硝化；n 碳：矿化碳：矿化(复杂有机物分解为简单无机物复杂有机物分解为简单无机物)腐腐殖殖 化化(矿化过程中某些中间产物缩合成新的有矿化过程中某些中间产物缩合成新的有机物机物)；硫：植物吸收硫：植物吸收 SO42-等；等；脱卤、脱烃、酰胺及脂的水解、脱卤、脱烃、酰胺及脂的水解、氧化还原、氧化还原、环裂解、缩合等生物化学反应。环裂解、缩合等生物化学反应。第五十五页，讲稿共六十七页哦2.微生物转化农药的方式 u去毒作用去毒作用n 矿化或不能完全矿化只部分降解，甚至经共代谢作用除去个别基团也可以变有毒为无毒。u 活化作用活化作用n 经微生物作用变无毒为有毒，或使毒性加剧。无毒（降解）中间产物有毒并持续。例：2,4-DB(2,4-二氯苯氧丁酸）（微生物）2,4-D(除草剂)第五十六页，讲稿共六十七页哦u 结合、复合或加成作用结合、复合或加成作用 使使微微生生物物代代谢谢产产物物和和农农药药结结合合形形成成复复杂杂的物质。的物质。例：氨基酸、其他有机酸、甲基等加在底物上，多数物质可去毒。第五十七页，讲稿共六十七页哦u 改变毒性谱改变毒性谱n 一类生物有毒物可影响另一类。例：农药五氯苯醇（共代谢，脱氯、氧化）三氯（四氯）化苯酸（无杀菌能力，但可抑制水稻后作物的生长）第五十八页，讲稿共六十七页哦影响有机污染物生物降解的影响有机污染物生物降解的环境因素环境因素 n土壤类型和性质土壤类型和性质 例：溴氰菊酯在江苏太湖水稻土、江西红壤、东北黑土的t1/2：4.8d、8.4d和8.8dn土壤水分和温度土壤水分和温度n老化：农药与土壤组分结合更牢固老化：农药与土壤组分结合更牢固第五十九页，讲稿共六十七页哦三、土壤中农药的结合残留三、土壤中农药的结合残留 又称不可萃取残留，国际原子能利用委员会（IAPC）于1986确定“用甲醇连续萃取24h后仍残存于样品中的农药残留物为结合残留”。第六十页，讲稿共六十七页哦特点：特点：与农药品种有关；结合位点主要为土壤腐殖质；微生物对其有降解作用；降低农药有效毒性。第六十一页，讲稿共六十七页哦第三节第三节 土壤中有机污染物的生态效土壤中有机污染物的生态效应与环境质量应与环境质量一、有机污染物对生物的影响一、有机污染物对生物的影响微生物数量微生物数量：影响有选择性。农药对土壤中：影响有选择性。农药对土壤中的硝化细菌、根瘤菌相根际微生物的影响较大。的硝化细菌、根瘤菌相根际微生物的影响较大。如敌草隆的降解产物对亚硝化细菌、硝化细菌有抑制如敌草隆的降解产物对亚硝化细菌、硝化细菌有抑制作用。作用。苯氧羧酸类除草剂和有机氯杀虫剂，可通过影响苯氧羧酸类除草剂和有机氯杀虫剂，可通过影响寄生植物而抑制共生固氮菌的生长和活动。寄生植物而抑制共生固氮菌的生长和活动。第六十二页，讲稿共六十七页哦一、有机污染物对生物的影响一、有机污染物对生物的影响n微生物呼吸作用微生物呼吸作用：呼吸强度是评价污染物对土壤微生物生态效应的重要指标之一。n土壤酶土壤酶：被用于污染物的影响研究。第六十三页，讲稿共六十七页哦一、有机污染物对生物的影响一、有机污染物对生物的影响动物动物：有机污染物可影响土壤动物(蚯蚓)的数量和种类。如每公顷施用4.5-9.0kg西玛津时，土壤中的无脊推动物数目减少33-50，一些捕食螨、蚯蚓、双翅目、鞘翅目幼虫等也受到影响。第六十四页，讲稿共六十七页哦一、有机污染物对生物的影响一、有机污染物对生物的影响对人体的健康：对人体的健康：会引起人体的急性中毒、亚急性中毒或慢性中毒。致癌(DDT、艾氏剂)、致畴(西维因)、致突变问题。第六十五页，讲稿共六十七页哦n强化有机污染物迁移、转化的机理研究n注重背景和分离、监测方法的研究n加强复合污染的研究u有机污染物之间构成的复合污染u重金属与有机污染物所构成的复合污染有机污染物重金属符合污染研究的重要性有机污染物-重金属在土壤中相互作用的形式及其特点u有机污染物与病毒微生物构成的复合污染u关注土壤中优势流对有机污染物迁移影响的研究第四节第四节 土壤中有机污染物的研究进展土壤中有机污染物的研究进展第六十六页，讲稿共六十七页哦感谢大家观看第六十七页，讲稿共六十七页哦
