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植保所在农药污染土壤修复技术上取得新进展

发布时间:2022年09月22日 09:01  浏览次数:64

近日,北京市农林科学院植物保护研究所吴俊学青年课题组在Ecotoxicology and Environmental Safety (Q1, IF=7.129)发表了题为“Efficient degradation of imidacloprid in soil by thermally activated persulfate process: Performance, kinetics, and mechanisms”的研究论文。

新烟碱类杀虫剂具有广谱、高效、内吸好且与常规农药无交互抗性等特点,由于其高水溶性、可浸出性和持久性,近年来在环境样品中被频繁检出,其暴露风险引起了社会普遍广泛关注。本论文重点研究了热活化过硫酸盐工艺对土壤中吡虫啉(imidacloprid)的降解过程、动力学及机制。研究表明,当土壤中吡虫啉的初始浓度为5-50 mg/kg,过硫酸盐用量为10 mM时,降解效率达82-97%。在不同反应温度下,土壤中吡虫啉的降解符合准一级动力学模型。重点考察了反应温度、过硫酸盐用量、污染物浓度、无机离子、水土比、土壤类型等参数对吡虫啉降解的影响。研究发现,常见无机阴离子对体系中吡虫啉降解的抑制作用顺序为Cl-> HCO3-> H2PO4-> NO3-。土壤pH值和土壤有机质也是影响吡虫啉降解的主要因素。采用该工艺对其他三种典型的新烟碱类农药(即啶虫脒、噻虫胺和呋虫胺)进行了降解实验,降解效果达64-97%。通过淬灭实验明确降解中的主要活性物质是SO4•-、O2•-和•OH。根据LC-QTOF鉴定分析出6种吡虫啉降解产物,降解途径主要包括羟基化、反硝化、C-N键断裂和进一步氧化。综上所述,热活化过硫酸盐工艺可用于修复新烟碱类污染的土壤,该工作为新烟碱类农药污染土壤的修复提供了新思路。

植物保护研究所客座研究生邹子玉为论文第一作者,吴俊学助理研究员为文章的通讯作者,客座研究生黄鑫、郭兴乐,北京市农林科学院植物保护研究所贾春虹研究员、赵尔成副研究员,江西农业大学李保同教授也参与了该项工作。本研究获得了国家自然科学基金[42107002]和北京市农林科学院创新能力建设项目[KJCX20210434]的资助。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.113815

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