芐嘧磺隆在土壤中的吸附

項裕昆，龔道新,2 ，蘇循發，謝 惠，李 想

（1.湖南農業大學煙草工程技術研究中心，湖南 長沙 410128；2.農業環境保護研究所，湖南 長沙 410128）

農藥在土壤中的吸附、解析是影響農藥在土壤中的存在狀況、遷移轉化規律以及向大氣揮發趨勢的重要環境化學行為之一，也是影響農藥環境安全性評價的重要因素之一[1－5]。芐嘧磺隆是一種高效、廣譜、低毒及低用量的選擇性內吸傳導型磺酰脲類除草劑，是目前廣泛用于稻田雜草防治的主要除草劑之一。國內有關芐嘧磺隆在土壤中吸附及其影響因素的報道不多，司友斌[6]等研究表明，土壤對芐嘧磺隆有很強的吸附性，且隨供試土壤理化性質的差異，其吸附性呈明顯變化。筆者就芐嘧磺隆在5種不同土壤中的吸附行為及其與土壤理化性質的相關性進行了試驗，并對其吸附行為及其影響因素進行了分析。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

供試土壤為河潮土、紅壤、黃棕土、褐土、黑土。供試土壤理化性質見表1。

表1 5種供試土壤的理化性質

1.2 藥品與試劑

芐嘧磺隆（bensulfuron-methyl）標準品（純度98.0%），由美國杜邦公司（EI Du Pont de Nemours&Company USA）提供，用前配制成1 000 mg/L的甲醇(HPLC級)溶液，于冰箱中0～4℃保存，使用時采用梯度稀釋法配制成所需濃度。甲醇（HPLC級）、丙酮、石油醚（60～90℃）等試劑均為分析純。

1.3 樣品檢測條件

HP1100型液相色譜儀（帶紫外檢測器和色譜化學工作站），色譜柱為150 mm×4.6 mm（id）的ODSHypersid(不銹鋼柱)，進樣量為 20 μL，柱溫為30℃，流動相為甲醇∶水=65∶35（體積比），流量為0.8 mL/min，檢測波長為250 nm。芐嘧磺隆的保留時間為4.55 min。

1.4 試驗設計

1.4.1 吸附平衡時間 稱取供試土壤樣品若干份（每份5.00 g），分別置于盛有20 mL 10.0 mg/L芐嘧磺隆水溶液的離心管中，加入5.0 mL CaCl2水溶液，加塞，搖勻，然后在25（±1.0）℃水溶液恒溫振動儀上振蕩，分別于 1、3、5、7、10、14、18、24 h 時取下離心管，在高速離心機中離心15 min（4 000 r/min）。取上清液過0.45μm水系濾膜，采用HPLC法測定芐嘧磺隆的含量，土壤吸附芐嘧磺隆的量通過差減法得到。

1.4.2 吸附試驗 分別稱取供試土壤樣品若干份（每份5.00 g），裝入50 mL離心管中，然后分別加入 20 mL 濃度為 1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0 mg/L的芐嘧磺隆水溶液和5.0 mL 0.01 mol/L的CaCl2水溶液，加塞，搖勻，在25（±1.0）℃水溶液恒溫振動儀上振蕩24 h，取下離心管，在高速離心機中離心15 min（4 000 r/min）。取上清液過0.45μm水系濾膜，采用HPLC法測定芐嘧磺隆的含量，土壤吸附芐嘧磺隆的量通過差減法得到。

2 結果與分析

2.1 吸附平衡時間的確定

圖1列出了芐嘧磺隆在5種供試水稻土中的吸附平衡曲線。其中Cs表示芐嘧磺隆在土壤中的吸附量，t表示吸附時間。

圖1表明，5種土壤對芐嘧磺隆的吸附速率均較快，吸附作用在14～16 h達到平衡。吸附平衡時水稻土中芐嘧磺隆的量遠遠大于水中的量，吸附率在89.2%～94.6%之間，表明土壤對芐嘧磺隆的吸附能力較強。為了保證實驗結果的可靠性，本實驗統一采用24 h作為吸附平衡時間。

2.2 吸附等溫線

圖2是芐嘧磺隆在5種土壤上的吸附等溫線。結果表明，芐嘧磺隆在5種土壤上的吸附均能很好地符合Freundlich方程，表2給出了芐嘧磺隆在土壤中吸附的Freundlich方程參數。一般認為吸附常數Kf代表吸附的程度與強弱。由圖2和表2可以發現，芐嘧磺隆在5種土壤上的吸附容量差別較大，按吸附量大小順序依次為：黑龍江黑土>長沙紅壤>河南信陽黃棕土>長沙河潮土>山東泰安褐土。另外，由圖2、表2可以看出，Kf值變化幅度較大（極差分別為8.516和39.206），表明不同類型土壤對芐嘧磺隆吸附能力都有較大差異。

圖2 芐嘧磺隆在5種土壤中的吸附等溫線

2.3 土壤理化性質對芐嘧磺隆的影響

表2 芐嘧磺隆在5種土壤中吸附的Freundlich方程參數

將表l中的土壤理化性質與Kf值進行單因子回歸分析，求得它們之間的線性關系，結果見圖3。

圖3表明，芐嘧磺隆在5種土壤中的Kf值與土壤p H值、有機質含量、陽離子交換量呈較好的線性關系。其中Kf值與土壤p H值呈負相關，即土壤p H值越小，土壤對芐嘧磺隆的吸附能力越強；與有機質含量和陽離子交換量呈正相關，即有機質含量和陽離子交換量越大，土壤對芐嘧磺隆的吸附能力越強。

圖3 土壤性質對Freunldlich方程吸附常數（Kf）的影響

2.4 芐嘧磺隆在土壤上的吸附自由能

根據吸附反應自由能與有機質吸附常數的關系式[7]：△G=-RTlnKOM，其中 KOM=100 Kf/OM%，求出芐嘧磺隆在5種土壤上的吸附自由能為15.93～18.53 kJ/mol（表3），均小于40 kJ/mol，表明芐嘧磺隆在土壤中的吸附以物理作用為主。

表3 芐嘧磺隆在土壤上的吸附自由能（25℃）

3 結論

（1）芐嘧磺隆在5中土壤中的吸附平衡時間為14～l6 h，其吸附過程符合Freundlich吸附等溫式；（2）不同類型的土壤對芐嘧磺隆的吸附能力差異較大，土壤的理化性質是影響芐嘧磺隆的吸附的主要因素；（3）土壤pH值與土壤Kf值呈負相關，即土壤對芐嘧磺隆的吸附能力隨土壤pH值的減小而增強；（4）土壤有機質含量和陽離子交換量與土壤Kf值呈正相關，即土壤對芐嘧磺隆的吸附能力隨土壤有機質含量和陽離子交換量的增加而增強；（5）通過算出吸附反應自由能為15.93～18.53 kJ/mol，表明芐嘧磺隆在土壤中吸附以物理作用為主。

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