毒死蜱在紫色土坡耕地中的迁移机理与模型研究

紫色土坡地是长江上游最重要的耕地资源，土层浅薄，水土流失严重，壤中流相对发育，农药的大量施用对水环境构成了潜在的威胁。本研究以毒性中等、土壤吸附性较强、持久性相对较好、疑似内分泌干扰物的常用杀虫剂毒死蜱为研究对象，联合应用包括溴、六六六残留和铯-137在内的多种示踪剂，开展室内土柱、坡面（小区及大区）和小流域等多个尺度的实验与模型研究，通过对土壤含水量和水势动态、坡面地表径流和壤中流的连续自动监测和采样分析，查明毒死蜱在紫色土中以水溶态和颗粒结合态迁移的路径、机理、通量及动态特征，估算紫色土典型小流域毒死蜱的输出动态和污染负荷，为坡耕地农药管理及流域非点源污染防治提供重要的科学依据。

本项目按照项目计划书开展相关研究工作，以毒性中等、土壤吸附性较强、持久性相对较好、疑似内分泌干扰物的常用杀虫剂毒死蜱及其降解产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇（TCP）为目标污染物，采用室内批量平衡法与土柱、坡面和小流域等多尺度实验或试验研究，特别是通过地表径流、土壤水（由陶土管采集）、壤中流和地下径流的野外采样分析，阐明其在优先流较发育的紫色土坡地中的迁移行为与归趋。本项目提出了土壤与环境水样中毒死蜱及TCP的同步分析方法，发现紫色土对毒死蜱吸附作用较强，且其表观吸附常数（Kd：7.6-9.6升/千克；流动平衡土柱法）受土壤孔隙构成及紧实度的影响强烈；原状土柱实验发现其水溶态迁移通量较低；相对而言，其主要降解产物TCP的吸附作用相对较弱（Kd：1.0~1.9升/千克），易于迁移，本研究建立了基于最大熵原理的TCP迁移模型；在野外施药后1周后，地下径流中检出约0.8微克/升毒死蜱，3个月后，仍能在土壤水中检出6.0~8.3微克/升的TCP；在紫色土典型小流域地表水（河水）中毒死蜱偶有检出（达13微克/升水平）。这些研究结果为坡耕地农药管理及流域非点源污染防治提供了重要的科学依据。基于本项目研究结果，共发表相关论文16篇，其中SCI收录论文9篇，EI收录论文2篇，均标注本项目资助，培养毕业博士生1名，硕士生2名。