14C标记氰（C2N2）在土壤中的吸附与转化

本课题从制备14C标记氰（C2N2）和氰化氢（HCN）入手，以气相色谱和红外光谱为手段，分析在密闭系统中熏蒸2 d,氰及其主要转化产物氰化氢在不同温度和含水量土壤（沙土、沙性粘土和粘土等，酸性、中性和碱性土壤，灭菌土壤与未灭菌土壤等）中的相互转化规律及其吸附规律；分析通风不同时间,氰及其主要转化产物氰化氢在土壤中解吸附规律和残留动态；运用闪烁分析仪，分析不同溶剂提取的土壤吸附残留和与有机质的结合残留量；运用红外光谱、离子色谱和定氮仪，定性鉴定和定量分析氰在土壤中可能降解无机产物量及其转化机理。进一步阐明氰和氰化氢在土壤中的吸附与解吸附、残留动态与归宿及其转化机理，为氰作为熏蒸剂在土壤中应用的安全性评价及由氰化氢引起的土壤污染治理提供科学依据。

氰(C2N2)是一种具有替代溴甲烷潜力的新熏蒸剂。根据计划任务书，主要开展了如下工作：一是氰的制备及其在土壤中的残留分析方法研究；二是氰在土壤中的吸附与解吸附、残留动态和残留分布研究；三是氰在土壤中的转化研究。获得的主要结果如下：.1、以饱和氰化钾和硫酸铜溶液为试剂，在90～95℃条件下，在密闭系统中可制备纯度(体积分数)91%～93%氰。采用溶剂顶空气相色谱建立了氰在土壤中的分析方法，相对标准偏差(RSD)为4.58%(n=5)，检出限(LOD)为0.016 mg/kg(S/N=3)，定量限(LOQ)为0.053 mg/kg (S/N=10)。同时，采用吹扫捕集气相色谱建立了氰在土壤中的分析方法，氰在土壤中的回收率为95%，相对标准偏差为3.60%，检出限(S/N=3)为0.012 mg/kg，定量限(S/N=10)为0.040 mg/kg。.2、利用静态法研究了氰在土壤中的吸附与解吸附过程，土壤对C2N2的吸附速率与土壤的理化性质有关，受环境温度、土壤含水量和土壤生物的影响较少，与熏蒸浓度无关。土壤对氰具有较强的吸附能力，熏蒸4 h 85%以上的氰被土壤吸附，熏蒸48 h 98%以上的氰被土壤吸附，其吸附强度为粘质土＞壤土＞沙质土。通风后氰及其转化产物氰化氢在土壤中易于解吸附和挥发，氰在3种类型土壤中的挥发速率相近。.3、熏蒸期间氰在沙质土、壤土和粘质土内消解较快，熏蒸48 h其消解速率分别为94.12%、96.70%和98.27%。通风后氰在沙质土、壤土和粘质土中的消解较快，半衰期分别为15.82 h、14.56 h和12.43 h。.4、在密闭的系统中，用总辐射活性50 mCi的150 mg/L 14C2N2熏蒸2 d，再通风处理2 d，土壤用已烷、二氯化碳、丙酮、水、盐酸和氢氧化钠溶液顺序提取，90%以上14C-氰及其转化产物的残留量在水提取物中。其中，用水提取的残留含量为0.35 mg/kg，其他溶剂提取的总残留在0.03 mg/kg以下。.5、氰(C2N2)在土壤中熏蒸24 h，可快速转化为HCN、NH4+和NO3-。其中，大约20%的C2N2转化为NH4+和NO3-，13%的C2N2转化为HCN。熏蒸48 h未检测到NO2-。HCN在土壤中不稳定，可进一步转化为其他含氮化合物。以上研究结果将为氰在土壤中的安全应用与风险评估提供科学依据。