土壤环境化学38595(免费阅读).ppt

* 合成的有机化合物常常不能直接被甲 微生物降解，但有另一可供碳源和能源的 辅助基质同时存在，即乙微生物可使其发 生部分降解，而经过乙微生物作用的产物 又可被甲微生物继续降解。这就是共代谢 作用，这种生物降解过程要复杂得多。 共代谢作用 * 除草剂2，4，5-T难以降解，可利用苯酸脂而生长的细菌对其有共代谢作用。 间-硝基酚难以降解，但利用对硝基酚而生长的黄杆菌可与其发生共代谢作用降解成硝基醌。 实 例 * 生物化学反应 氮：生物固氮、氮化、硝化反硝化； 碳：矿化（复杂有机物分解为简单无机物） 腐殖化（矿化过程中某些中间产物缩 合成新的有机物） * 硫：植物吸收 SO42- 等 脱卤、脱烃、酰胺及脂的水解、 氧化还原、环裂解、缩合等生物 化学反应。 * 4.微生物转化农药的方式 去毒作用 矿化或不能完全矿化只部分降解，甚至经共代谢作用除去个别基团也可以变有毒为无毒。 活化作用 经微生物作用变无毒为有毒，或使毒性加剧： * 无毒—（降解）中间产物有毒并持续。 例： 2,4-DB (2,4-二氯苯氧丁酸）→ （微生物）2,4- D (除草剂) * 结合、复合或加成作用 使微生物代谢产物和农药结合形成 复杂的物质，如，氨基酸、其他有机酸、 甲基等加在底物上，多数物质可去毒。 * 改变毒性谱 有生态意义，一类生物有毒物可影响另一类，如农药五氯苯醇→（共代谢，脱氯、氧化）三氯（四氯）化苯酸（无杀菌能力，但可抑制水稻后作物的生长） * 消效作用----酶促去毒作用 如2，4-DB（2，4-二氯苯氧丁酸） → （微生物酶促裂解）2，4-二氯苯酚 * 、 * 含水30% 非气态扩散系数最大 含水4% 随水分的增加，两种扩散系数都增加 含水4% 随水分的增加，总扩散系数下降 含水4-16% 随水分的增加，非气体扩散系数下降 含水16% 随水分的增加，非气体扩散系数增加 * 图4－9 基粒粉沙壤土中林丹的不同转移途径 * 土壤吸附的影响 吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程，直接影响其他过程的发生。如土壤对除草剂2,4－D的化学吸附，使其有效扩散系数降低。 * 土壤的紧实度 是影响土壤孔隙率和界面性质的参数，紧实度高，土壤的充气孔隙率降低，扩散系数也降低。 * 温度 温度升高，有机物的蒸汽密度升高， 总的效应是扩散系数增大，如林丹的扩 散系数随温度的升高而呈指数增大。 气流速度 农药种类 * 2.质体流动 土壤中农药既可以溶于水，也能悬浮 在水中，还可能以气态存在，或者吸附在 土壤固相上或存在于土壤有机质中，从而 使它们与水一起发生质体流动。 在稳定的土壤-水流状态下，有机物通 过多孔介质移动的一般方程为： * D—扩散系数，V0—平均孔隙水速度， C—土壤溶液中农药的浓度，β—土壤容量，S—吸着于土壤的农药浓度。 * 二.非离子型农药与土壤有机质的  作用 1．非离子型农药在土壤-水体系中的分配 作用 吸附作用（adsorption ） 过程：有机物的离子或基团从自由水 向土壤矿物的亚表面层扩散；离子或基团 以表面反应或进入双电层的扩散层的方式 为土壤矿物质吸附。 * 物理吸附 化学吸附 分子间范德华力 化学键相互作用力 离子键、共价键、配位键等） 不需活化能 需活化能 吸附平衡 化学反应速度 瞬间达到 慢于物理吸附 * 分配作用（partition） 有机化合物在自然环境中的主要化 学机理之一，指水-土壤（沉积物）中， 土壤有机质对有机化合物的溶解，或称 吸附（sorption, uptake），用分配系数 Kd 来描述。 * 分配作用 吸附作用 作用力 分子力 范德华力