土壤中新型除草剂硝磺草酮与重金属复合污染化学行为及其生态效应研究

本项目拟研究土壤中重金属（Cd、Cu和Pb）与新型除草剂硝磺草酮复合污染交互作用下的环境化学行为以及生态学响应特征。通过室内模拟实验，探索重金属和硝磺草酮共存条件下，污染物的吸附-解吸行为、迁移转化特征、降解动力学以及重金属-硝磺草酮-土壤组分之间的交互作用机制；揭示重金属-硝磺草酮复合污染土壤生物学过程的交互作用规律，包括对土壤酶、微生物和动植物的影响；考察实地复合污染土壤-植物（玉米）系统的环境化学过程以及生态环境风险。构建重金属-硝磺草酮交互作用强度的剂量-效应关系模型，表征复合污染综合生态效应，以期实现对复合污染土壤的预测和评价。通过以上研究，对于防止土壤重金属的危害、促进硝磺草酮的合理使用以及保证农产品的品质安全都将具有重大的理论和现实意义。

利用高效液相色谱及田间试验方法，建立了硝磺草酮在土壤、玉米和植株中残留分析方法，研究了硝磺草酮在土壤和玉米中的消解动态规律和最终残留状况。在0.1-2.0 mg/kg质量浓度范围内，硝磺草酮的仪器响应值与质量浓度呈良好的线性关系，相关系数达到0.999以上。通过外标法定量，硝磺草酮在土壤、玉米和植株中的添加回收率分别达到75.1%-97.7%、80.1%-107.4%和91.2%-103.4%，其变异系数分别为4.0%-10.4%、3.4%-9.1%和3.1%-7.0%，该方法的灵敏度和回收率均可满足农药残留分析要求。. 硝磺草酮在黑土和红壤等温吸附、解吸行为均能用Freundlich方程和Lina线性方程较好的拟合，且其在土壤中的吸附属于物理吸附，且在黑土中的吸附强调高于红壤，硝磺草酮在两种土壤上的吸附容量、吸附强度、最大吸附量存在很大的差异，这可能与土壤的有机质、粘粒含量，以及pH有关。解吸过程存在明.显的滞后现象，且不同土壤中的解吸滞后系数变化存在明显差异，由于硝磺草酮在土壤中强烈的解吸滞后性，预示其可能存在较大的潜在环境风险。.硝磺草酮单一污染对根长有促进作用，且随着硝磺草酮浓度的增高，当浓度达到200 mg/kg，促进作用达到最高；玉米根长和芽长随Cd浓度增加呈现先增加后降低的趋势，当Cd含量达到5 mg/kg时，达到最大。当Cd浓度分别为25-50 mg/kg时，有较强的拮抗作用，对根长均为抑制作用，且Cd 为50 mg/kg的抑制作用强于Cd 浓度为25 mg/kg。当Cd浓度达到50 mg/L时，与硝磺草酮相互作用时，对POD酶活性的影响协同作用，当Cd浓度达到50 mg/L时，与硝磺草酮相互作用时，对POD酶活性的影响协同作用，当Cd浓度低于200 mg/kg ，二者相互作用主要表现为拮抗作用，抑制MDA含量的增长。.硝磺草酮-Cu、硝磺草酮-Pb复合处理都降低土壤尿酶活性，且随硝磺草酮浓度增加出现先降低后增加的趋势，硝磺草酮-重金属复合处理，随硝磺草酮浓度增加土壤蔗糖酶活性呈现先增加后降低的趋势，硝磺草酮-重金属复合处理下，过氧化氢酶活性随硝磺草酮浓度增加而增强，但与对照相比，整体都有所抑制。不同处理下土壤的电泳条带数目、公共条带的亮度等有所不同，表明各处理土壤的微生物在DNA水平上有改变，表明不同处理均可提高土壤微生物种群的丰度和优势度。