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中國農業科學院棉花研究所棉花蟲害防控與生物安全團隊開展了地膜殘留對土壤中殘留農藥吸附和降解環境行為的影響研究,發現地膜微塑料的存在影響土壤對殘留農藥的吸附和降解過程,農藥極性及地膜的狀態是造成該結果的重要因素。

研究結果為解析土壤環境中殘留微塑料與農藥之間的相互作用機制提供了重要理論基礎。

相關研究成果發表於Environmental Research(IF=8.431)。該研究得到中央級公益性科研院所基本科研業務專項、中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。

閱讀論文全文請點擊文末閱讀原文。
doi:10.1016/j.envres.2022.114133
Highlights

微塑料薄膜減緩了農藥在土壤中的快速吸附階段。

微塑料薄膜延遲了達到吸附平衡的時間。

微塑料薄膜增強了土壤對農藥的吸附強度。

微塑料薄膜影響了兩種農藥的降解過程。

Abstract

土壤生態系統中的塑料污染目前正受到全世界的關注。然而,對於土壤中微塑料(MPs)的存在是否會影響土壤中農藥殘留的環境行為知之甚少。

本文章,研究了添加新覆蓋物多磺酸粘多糖(new MPs)、老化覆蓋物多硫酸粘多糖和生物可降解覆蓋物多磷酸粘多糖對兩種農藥(吡蟲啉和氟咪嗪)在土壤中的吸附和降解行為的影響。

三種MPs減緩了農藥在土壤中的快速吸附階段,並延遲了達到吸附平衡的時間。吸附速率:土壤>土壤+新MPs>土壤+老化MPs>土壤+生物MPs。三種多磺酸鈉增強了土壤系統對兩種農藥的吸附強度,多磺酸鈉的老化處理增強了這種效果。

三種MPs影響了兩種農藥的降解過程。新的多磺酸粘多糖促進了兩種農藥吡蟲啉和氟咪嗪的降解,降解半衰期分別縮短到0.93和0.85倍;而老化多效唑和生物多效唑延緩了兩種農藥的降解過程,降解半衰期分別延長到1.64倍和1.21倍。

隨着MPs和農藥濃度的增加,效果更為顯著。農藥極性、多磺酸粘多糖的表面結構和官能團是多磺酸粘少糖在土壤系統中吸附和降解差異的潛在重要原因。我們的研究結果為理解多磺酸粘多糖與土壤環境中農藥殘留之間的相互作用機制提供了深入的見解。

微塑料作為一種新興的持久性污染物,已成為全球關注的焦點。先前研究表明,水環境中殘留的農藥能夠吸附在微塑料上,延長了農藥殘留時間。然而,鮮有研究探討土壤環境中不同類型或狀態的塑料薄膜微塑料對殘留農藥吸附和降解環境行為的影響。開展該研究將為解析土壤環境中殘留微塑料與農藥之間的相互作用機制提供新的見解。

該研究選取吡蟲啉和丙炔氟草胺兩種棉田常用農藥,以及全新、老化塑料地膜和全新可降解地膜三種狀態的地膜,在室內人工氣候箱進行吸附和降解的環境行為實驗。

結果表明,三種地膜微塑料減緩了農藥在土壤中的快速吸附階段,延遲了吸附到達平衡的時間,增強了土壤系統對兩種農藥的吸附強度,且這種吸附強度隨着地膜微塑料的老化而增強。

三種地膜微塑料還影響兩種農藥的降解過程,新地膜促進兩種農藥的降解,而老化地膜和可降解地膜延緩兩種農藥降解。進一步研究發現,農藥極性和地膜的表面結構和官能團是地膜-土壤系統中農藥吸附和降解差異的潛在重要原因。該結果促進了地膜微塑料等農業面源污染物的環境影響評價和治理研究。



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