农药DDT在土壤中迁移转化研究

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D D T (2,2-二氯苯基-1,1,1-三氯乙烷)是由欧特马·勤德勒于1874年首次合成,米勒1939年发现了这种化合物具有杀
虫剂的效果。

该产品几乎对所有的昆虫都非常有效。

二次世界大战期间,DDT的使用范围迅速得到了扩大,而且在通过消灭蚊子实现对疟疾、痢疾等疾病的预防方面大显身手,挽救了很多生命,而且还通过杀灭害虫带来了农作物的增产(图1)。

1962年,美国科学家蕾切尔·卡逊(Rachel Carson)在其著作《寂静的春天》中怀疑,DDT进入食物链,是导致一些食肉和食鱼的鸟接近灭绝的主要原因。

因此从20世纪70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。

尽管已经禁止使用,但是还是有一些领域一直在使用该农药。

目前在发展中国家,特别是在非洲国家,每年大约有一亿多的疟疾新发病例,大约有100多万人死于疟疾,而且其中大多数是儿童。

疟疾目前还是发展中国家最主要的病因与死因,这除了与疟原虫对氯奎宁等治疗药物产生抗药性外,也与目前还没有找到一种经济有效对环境危害又小能代替DD T的杀虫剂有关。

基于此,世界卫生组织于2002年宣布,重新启用DD T用于控制蚊子的繁殖以及预防疟疾,登革热,黄热病等在世界范围的卷土重来。

因此,了解农药在土壤中的迁移转化规律,土壤对有毒化学农药的净化能力,对于预测其变化趋势,控制土壤和环境农药污染都具有重大意义。

为了弄清DDT在使用后,残余在土壤中如何被迁移和转化,我们开展了系列研究。

1 研究方法
1.1取样
采集了耒阳市公平镇云山村的使用了13年D DT 的农田样本,同时从岳麓山上采集没有被D D T 污染的土壤作为模型研究。

表层土壤的采样深度为0～10cm,用钢勺采集,分别在某农田的中央、进水口、出水口处取样,样品自然晾干后除去表面的草根落叶,磨碎后待用。

1.2土壤处理
农药D D T 在土壤中迁移转化研究①
陈丽蓉严志辉陈小罗易晓明江国防(湖南省矿产测试利用研究所湖南长沙 410000)
摘要:农药给农业以及相关产业带来了经济效益与社会效应,为人类的生活带来了物质资源。

随着我国经济的发展,特别是生活水平日益提高的今天,环境友好农药的需求越来越大。

本课题在湖南省国土资源厅科技项目的支持下,我们开展了农药D D T 在土壤的污染以及转移研究,希望能够通过该研究成果引导政府和农药生产商高度重视环境友好农药的研发与生产,提高人们的生活质量。

关键词:农药 DDT 土壤迁移
中图分类号:S 143.92文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)11(b)-0123-02
图1 DDT结构图
表1
图2
图3
图4
图5
①基金项目:感谢湖南省国土资源厅基金项目资助(批准号:2010-09)。

作者简介:陈丽蓉,女,37岁,工程师,从事土壤污染机理研究与矿产物质系列研究。

(下转125页)
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后夹具松弛,核桃进入栅栏通道,以此过程为周期反复。

图2为针式自适应夹具右半部分结构示意图。

3.3切割机构
在夹具往复运动的直线路径上下两侧对置一组砂轮刀具,刀具直径45m m,两刀具间隙6mm,切割后核桃在切割圆周上未切透的两段弧长度均为20mm,切断的圆弧占圆周的63.4％～71.7％,便于裂纹的扩展导致果壳破裂。

为使切割时各部分不干涉,设置核桃中心距83mm,即传输机构单元格间距83m m。

刀架4上设置有弹簧3,垫片7根据不同壳厚的核桃设有多组,起靠模的作用(可以根据不同品种核桃壳厚度控制刀具切削的深度)。

刀架上有用于导向的V形结构A,可调整核桃位置,使核桃最大
截面与刀具共面。

因此刀具能沿核桃最大
截面轮廓切割并保证只切透硬壳不损伤果
仁。

图3为入料,夹持和切割的整体结构
图。

3.4分离机构
通过上面切割将核桃壳基本分为两
半,为了将核桃壳和核桃仁完全分离,特设
计栅栏通。

它是由方棱杆、栅栏通道壁和鼓
风机组成。

鼓风机装在栏栅通道的四壁上,
向下倾斜角度为60°。

核桃在通过栅栏通道
过程中,受到鼓风机强大的向下推力,不断
地撞击栅栏通道中的方棱杆,使核桃壳裂
纹沿着已经切割开的开口扩展。

核桃仁与
壳之间松动,实现壳仁分离。

4 结语
(1)该切割式剥壳方案通过对夹具的创
新设计,使脱壳机对不同尺寸核桃的自适
应性增强。

较碾搓、挤压、撞击的破壳方法
省去了人工分级,提高了剥壳率及果仁完
整性,适用于核桃产区工厂化生产推广。

(2)通过对传输装置的创新设计,使每
个核桃成为单独的加工对象,一对一的完
成切割,比成批的碾搓提高了一次破壳率,
并减少碎仁率。

(3)将栏栅通道与鼓风机相结合,能够
使壳仁分离效果更佳。

参考文献
[1]史建新,赵海军,辛动军.基于有限元分
析的核桃脱壳技术研究[J].农业工程学
报,2005.
[2]袁巧霞.坚果脱壳方法改进方法的探讨
[J].粮食加工与食品机械,2001.
[3]王存水.山核桃剥壳机[P],2007.
[4]
李晓霞,郭玉明.带壳物料脱壳方法及
脱壳装备现状与分析[J].2007.
[5]章大海.多功能脱壳、脱粒机[P].2005.
图3 整体结构图
用带去的去离子水现场稀释所取土
壤,用丙酮和乙醇梯度萃取土壤中的有机
物,用旋转蒸发仪浓缩后获得总有机物。

用
标准品对照,采用薄层色谱以及液相色谱-
质谱联用法测定土壤中的主要有机物。

2 结果与讨论
2.1土壤中DDT、DDE、DDD的浓度
经过测定,农田样本N
中央,N
进口
,N
出口
处
D D T、D D E、D D D的量如表1:
2.2D DT在土壤中迁移转化机理
D D T在人本内的降解主要有两个方面,一是脱去氯化氢生成DDE,图2。

D D T还可以通过一级还原作用生成D D D,图3。

同时被转化成更易溶解于水的D D A [双-(对氯苯基)乙酸]而使其消除,它的生物半衰期只需约1年,图4。

环境中的D D T或经受一系列较为复杂的生物学和环境的降解变化,主要反应是脱去氯化氢生成DDE。

DDE对昆虫和高等动物的毒性较低,几乎不为生物和环境所降
解因而DDE是贮存在组织中的主要残留物。

D D D脱去氯化氢,生成D D M U(2,2-
双-(对氯苯基)-1-氯乙烯),再还原成
DDMS[2,2-双-(对氯苯基)-1-氯乙烷],再
脱去氯化氢而生成DDNU[2,2-双-(对氯苯
基)-乙烷],最终氧化DDA,图5。

D D A在水中溶解度比D D T大,而且是
高等动物和人体摄入及贮存的DD T的最终
排泄产物。

在环境中,D D T残物可被转化
成,对-二氯二苯甲酮。

D DT也可被微粒氧化酶进行较小程度
的降解,在α-H位置上发生反应,生成开
乐散。

在污泥中D D T可被细菌转化成
DDCN[双-(对氯苯基)乙腈]。

3 结语
农药在土壤中的降解包括光化学降
解、化学降解和微生物降解等。

光化学降解
是指土壤表面受太阳辐射能和紫外线能而
引起农药的分解。

大部分除草剂、DD T都能
发生光化学降解作用。

化学降解可分催化
反应和非催化反应。

非催化反应包括水解、
氧化、异构化、离子化等作用,其中以水分
解和氧化最重要。

土壤中氨基酸、硫氢基以
及 Cu、Fe,Mn等无机金属离子,能促进一
些有机氯农药的水解和氧化还原作用。

D DT在土壤中的迁移是经过化学降解
与生物降解两条途径,尽管可以降解,但是
降解时间较长,所以尽量不用D D T,寻找
D DT的替代品是当今的研究重点。