农药在两相界面迁移转化的研究进展
- 格式:pdf
- 大小:258.80 KB
- 文档页数:4
农药残留在土壤和水中的迁移和转化机制近年来,农业生产的规模不断扩大,为了保证农作物的产量和品质,农民们采用了越来越多的农药。
然而,在农作物生长过程中,部分农药残留在土壤和水中,对环境和人类健康造成了潜在的威胁。
农药在土壤中的迁移和转化机制土壤是化学反应的活性媒介,农药残留进入土壤后可能被转化、吸附、降解等过程影响迁移和归宿。
其中最主要的影响因素是土壤理化性质、农药性质和环境条件。
以下分别就这几个因素进行了一定的阐述。
土壤理化性质土壤的理化性质包括土壤类型、pH值、电导率、有机质含量等。
这些性质影响着土壤中的微生物、土壤酶和微量元素状况,从而决定了农药在土壤中的迁移和降解。
土壤类型对农药的吸附和降解有很大的影响。
一般而言,粘土质土壤比砂土含有更多的负电性离子交换活性位点,因此具有更高的吸附能力。
而对水分和空气的流动较为通畅的沙质土壤则往往会减少农药的吸附。
因此,在粘土质土壤中,农药的残留寿命相对较长,而在沙质土壤中,农药的迁移速度相对较快。
pH值对土壤中的微生物有着极大的影响。
在不同的pH条件下,土壤中的微生物酶的活性会有所不同,因此影响了土壤中农药的迁移和降解。
一个例子是,氧化状态较低的土壤标准pH在6.2左右,而氧化状态较高(氧化性更强)的土壤则会具有较高的pH值。
对于许多有机磷类农药,它们在较高pH值条件下会降解得比较快,而吸附也相对较少。
有机质含量对土壤中的降解过程也具有明显的影响。
在富含有机质的土壤中,由于微生物活性较高,农药的降解速度也会加快。
此外,富含有机质的土壤中有机碳含量较高,而这种有机碳对于一些酯类农药的稳定性有着一定影响。
农药性质农药的封闭性和水溶性直接决定了它的吸附性。
例如,有些农药由于分子体积小,极性分布均匀,故而不易吸附;而有些农药在分子结构上存在极性差异,部分极性较高的部分易被固定在土壤颗粒表面。
此外,化学稳定性强的农药会更难被土壤中的微生物降解分解。
环境条件环境条件是影响农药在土壤中迁移和降解的另一个重要因素。
长江口及近海水环境中新型污染物研究进展一、概览随着工业化和城市化的快速发展,长江口及近海区域正面临严峻的新型污染物环境挑战。
这些新型污染物具有毒性、稳定性强、难以降解等特点,对生态系统和人类健康构成严重威胁。
国内外学者对长江口及近海水环境中新型污染物的研究逐渐成为热点。
本文旨在概述近五年来该领域的研究进展,以期为进一步深入了解新型污染物的污染特征与生态效应提供参考。
随着环境监测技术的不断发展和提高,研究者们已经从各种环境样品中检测出数百种新型污染物,涵盖了重金属、有机污染物、持久性有机污染物、内分泌干扰物质等多种类型。
新型纳米污染物和医药活性化合物等新型污染物的研究逐渐受到关注。
这些新型污染物在环境中广泛存在,且对生态系统的毒性作用显著。
从地理位置分布上看,长江口和杭州湾是新型污染物在长江流域的主要汇和扩散区。
研究人员已在该区域检测到了包括重金属、有机污染物和纳米颗粒等在内的多种新型污染物。
这些污染物不仅对海洋生物产生毒性效应,还可能通过食物链对人类健康造成潜在威胁。
面对日益严重的新型污染物环境污染问题,国内外的研究者们积极开展了相关研究工作。
通过分析现有文献资料,可以发现目前对于新型污染物研究主要集中在以下几个方面:随着科学技术的不断发展和创新,新型污染物研究在长江口及近海环境中扮演着越来越重要的角色。
了解这些新型污染物的研究进展,对于揭示其环境污染特征、制定有效的环境政策以及保护生态环境具有重要意义。
目前对于新型污染物的研究仍存在许多亟需解决的问题,如其环境行为的深入表征、风险评价方法的完善以及去除技术的创新等方面。
未来的研究应继续加强跨学科合作,从环境系统中抽取关键因子,为区域环境管理提供科学依据和技术支持。
1. 新型污染物的概念及其重要性随着工业化的快速发展和人类活动影响的加剧,水体环境中的新型污染物日益受到关注。
这些新型污染物具有化学稳定性、生物难容性和高毒性等特点,能在环境中持久存在并累积,对生态系统和人类健康构成严重威胁。
相转移催化反应机理的研究相转移催化反应是一种具有广泛应用前景的反应。
它可以加速反应速率,提高产品选择性,减少废物产生,因此在化学合成和环境保护领域得到了广泛的应用。
相转移催化反应需要催化剂作用下,两相(固相和液相)之间的物质传输和反应过程。
催化剂在其中发挥着重要的作用,因此对相转移催化反应机理的研究意义重大。
相转移催化反应机理研究的基本条件是反应体系的相界面界面。
在此基础上,研究人员根据反应介质的不同划分为两种类型的相转移催化反应:液液相转移催化反应和固液相转移催化反应。
液液相转移催化反应中,液-液界面是反应体系的主要界面。
该反应机理被认为是由溶剂中催化剂在液-液界面上的吸附作用引起的。
溶剂中的催化剂与水相中的底物形成复合物,使得溶剂与底物分离并形成两相体系,从而促进了反应的进行。
因此,液-液界面上催化剂的吸附和反应活性是液液相转移催化反应的研究热点。
固液相转移催化反应中,固-液界面是反应体系的主要界面。
这种反应的反应机理主要涉及到催化剂固体表面上的反应活性位点和固相中的底物分子之间的相互作用。
因此,研究粒子形状、比表面积、晶面构型以及表面氧化物组成等固体催化剂的影响因素,对于理解固液相转移催化反应机理是非常必要的。
随着现代催化学的发展,在理论计算方面涌现出了一大批新的方法,例如密度泛函理论(DFT)、量子化学、分子动力学(MD)等。
利用这些方法,可以对相转移催化反应机理进行深入的研究。
通过DFT计算方法可以理解催化剂表面上的反应位点及其活性,进而预测反应分子在其上的吸附情况和反应难易程度。
MD模拟方法可以模拟反应体系在时间和空间上的演化过程,对于没机理的理解和优化设计具有重要的意义。
为深入研究水-油界面上的相转移催化反应机理,国内外的研究人员逐步发展了适合于稀溶液和高浓度浆料类反应的表征手段和研究方法,如吸附测试、流变学研究、化学计量分析、红外光谱等。
这些综合利用理论、实验手段和计算方法得到的研究成果,对于更好地指导实际应用和提高反应效率具有重要的意义。
DOI: 10.19906/ki.JFCT.2023025生物质热解过程中氮元素迁移转化机制研究进展陆 强1,赵 微1,夏源谷1,刘 吉1,2,*,蒙含仙1 ,郭学文1 ,胡锶菡1 ,胡 斌1(1. 华北电力大学 新能源发电研究中心, 北京 102206;2. 华北电力大学 苏州研究院, 江苏 苏州 215123)摘 要:利用热解技术将生物质转化为高值含氮化学品或含氮炭材料能够显著提升生物质的利用价值,且明显降低含氮物质带来的环境污染风险。
因此,明晰热解过程中氮元素的迁移转化机制对促进生物质热解技术的开发具有重要意义。
本研究归纳了不同种类生物质中氮元素的赋存形式及含量;以固、液、气相热解产物中氮元素的分布为基础,概述了氮元素从生物质向热解产物迁移转化的反应机制;总结了燃料性质、预处理方法及热解条件对氮元素迁移转化的影响,并对未来生物质热解过程中氮元素迁移转化机制的研究方向进行了展望。
关键词:生物质;热解;含氮化合物;迁移转化中图分类号: TK6 文献标识码: AResearch on the migration and transformation mechanism ofnitrogen during biomass pyrolysisLU Qiang 1,ZHAO Wei 1,XIA Yuan-gu 1,LIU Ji 1,2,*,MENG Han-xian 1,GUO Xue-wen 1 ,HU Si-han 1 ,HU Bin1(1. National Engineering Research Center of New Energy Power Generation , North China Electric Power University , Beijing102206, China ;2. Suzhou Institute of North China Electric Power University , Suzhou 215123, China )Abstract: Biomass can be converted into high-value nitrogen-containing chemicals and nitrogen-containing carbon materials by pyrolysis technique, which significantly increases the value of biomass and lowers the risk of environmental pollution by nitrogen-containing pollutants. Therefore, a good understanding of the migration and conversion mechanisms of nitrogen during pyrolysis is critical for the advancement of biomass pyrolysis technique.Herein, the forms and contents of nitrogen in biomass were first summarized. Afterward, the transformation process of nitrogen from biomass to pyrolysis products was discussed based on the distribution of nitrogen in the solid,liquid, and gaseous pyrolysis products. Finally, the effects of fuel properties, pretreatment methods and pyrolysis conditions on the migration and transformation of nitrogen were discussed carefully. In addition, an outlook for future research on nitrogen migration in biomass pyrolysis process was provided.Key words: biomass ;pyrolysis ;nitrogen-containing compounds ;migration and transformation能源是人类赖以生存的重要物质基础,长期以来化石能源支撑了工业文明发展[1],同时也造成了环境污染、气候变化等影响人类生存发展的现实难题,现阶段亟需发展清洁的可再生能源以实现人类社会的绿色可持续发展[2]。
农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性农药是农业生产中常用的一种化学物质,用于保护农作物免受虫害、杂草和病菌的侵害。
然而,农药的使用也会带来一系列的环境问题,其中最重要的一个问题是农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性。
农药的迁移是指农药在环境中的移动和传播过程。
根据农药的性质和环境条件的不同,农药可以通过空气、土壤、水和生物体等途径迁移。
例如,农药可以通过空气中的颗粒物和雾滴降落到土壤和水体中,也可以通过渗透、流动和蒸发等方式迁移。
农药的迁移速度和距离受到多种因素的影响,包括土壤类型、降水量、温度和风向等。
此外,农药还可以被微生物、土壤颗粒和植物根系等过程吸附和降解,从而减少其迁移的程度和速度。
农药的转化是指农药在环境中经过生物降解和化学反应等过程转变为其他物质的过程。
农药的转化可以通过微生物、土壤颗粒和植物根系等方式进行。
微生物是农田土壤中的重要转化因子,它们可以分解和转化大多数农药。
微生物通过酶的作用将农药分解为无害的物质,例如,农药中的有机磷化合物可以被微生物降解为无机磷酸盐。
此外,土壤颗粒和植物根系也可以吸附和降解农药,从而减少其对环境的危害。
农药的生物有效性是指农药对目标生物的毒杀效果。
农药的生物有效性是农药使用效果的关键因素,也是评价农药安全性和效果的重要指标。
农药的生物有效性受到多种因素影响,包括农药的种类、剂量、应用时间和作物类型等。
例如,某些农药只对特定的昆虫或杂草有效,而对其他生物无毒;农药的剂量过低则可能无法达到有效杀虫的效果,而剂量过高则可能对非靶标生物产生不良影响。
因此,在使用农药时需要根据实际情况选择适当的种类、剂量和应用时间,以兼顾农药的生物有效性和安全性。
综上所述,农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性是一个复杂且重要的问题。
了解农药在环境中的迁移和转化过程可以帮助我们更好地评估和管理农药的环境风险,而了解农药的生物有效性则可以指导我们更好地使用农药,提高农作物的产量和质量。
化学农药在土壤中的迁移与转化/chinapengkun前言直接向土壤或植物表面喷撒农药,是使用农药最常见的一种方式,也是造成土壤污染的重要原因。
研究表明,一般农田土壤均受不到不同程度的污染。
化学农药在使用过程中,只有一部分附着于植物体上。
对不同作物,采用不同的施用方式喷撒农药,除被植物体吸收外,大约有20%一50%左右进入土壤直接进入土壤的农药,大部分可被吸附,残留于土壤中的农药,由于生物的作用,经历着转化和降解过程,形成具有不同稳定性的中间产物,或最终成为无机物。
1 土壤对化学农药的吸附作用土壤吸附化学农药的机理有以下两种途径:1.1 物理吸附土壤胶体扩散层的阳离子通过”水桥“吸附极性农药分子。
1.2 物理化学吸附是土壤对农药的主要吸附作用。
土壤胶体的物理化学吸附能力大小顺序为:有机胶体>蛭石>蒙胶石>伊利石>绿泥石>高岭石。
由于农药种类极多,性质各不相同,对土壤吸附有很大影响。
一般农药的分子越大,越易被土壤吸附。
农药在水中的溶解度强弱也对吸附有影响,如DDT 在水中溶解度很小,在土壤中吸附力则很强;而一些有机磷农药,在水中的溶解度很大,吸附能力则很弱。
大量资料表明,非常易挥发的农药,及不易挥发的农药(有机氯),都可以从土壤、水及植物表面大量蒸发。
对于低水溶性和特久性的化学农药来说,蒸发是它们进入大气的重要途径。
通过蒸发作用而迁移的农药量比径流迁移和作物吸收等方面都要大。
化学农药在土壤中的蒸发决定于农药本身的溶解度、蒸汽压和接近地表空气层的扩散速度以及土壤温度、湿度和质地。
如砂土,由于吸附能力小于壤土,故农药的蒸发损失较壤土为大,土温增高,也能促进农药的蒸发。
农药的蒸发与土壤含水量有密切关系。
土壤干燥时,农药不扩散,主要被土体表面所吸附,随着土壤水分的增加,由于水的极性大于有机物农药,因此水占据了土壤矿物质表面;把农药从土壤表面置走,使农药的挥发性大大增加。
当土壤含水量达4~7o时,扩散最快。