精选有机氯农药的迁移转化与归趋.docx

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精选有机氯农药的迁移转化与归趋

报告题目：

有机氯农药DDT在环境各圈层中的转归与效应

学院：

农学院

专业：

农业资源与环境

班级：

学生姓名：

指导老师：

2011年11月24日

一、前言··········································3

二、内容摘要·······································4

三、DDT的来源及特点···························4~7

四、DDT在各圈层的化学行为·······················7

五、DDT的迁移转化机理························8~13

六、防护及救治措施·······························13

七、教师评语·····································14

一、前言

农药是一种泛指的术语，它不仅包括杀虫剂，还包括除草剂、杀菌剂、防治啮齿类动物的药物，以及动、植物生长调节剂等。

其中主要是除草剂、杀虫剂和杀菌剂。

到1988年为止，我国已批准登记的农药产品和正在试验的农药新产品，共有248种，435个产品。

全世界生产的农药品种就更多了，在世界各国注册的农药品种已有1500多种，年产量约为200×104t。

据估计，全世界农业由于病、虫、草三害，每年使粮食损失占总产量的35%。

使用农药大概可夺回其中的30%~40%，从防治虫害和提高农作物产量需要的角度看，使用农药确实取得了显著的效果。

但由于化学农药在环境中的残留和持久性、高毒性、高生物活性等特性，尤其像DDT类农药对生态环境产生了许多有害的作用与影响，如降低浮游生物的光合作用，使鸟类不能正常生长繁殖，使害虫获得了抗药能力，而益鸟、益虫却大量减少，等等。

所以，农药污染物现已成为全球性的环境问题，并引起人们的高度关注。

二、内容摘要

报告中主要介绍了以持久性有机污染物（persistentorganicpollutants,POPs）为代表的持久性有毒污染物（persistenttoxicsubstances,PTS）等典型污染物，如有机氯农药中的DDT等在环境各圈层中的转归与效应。

通过了解这些典型污染物的来源和基本性质，掌握它们在环境中的基本转化、归趋规律及效应。

三、DDT的来源及特点

1.来源：

20世纪上半叶为防止农业病虫害，减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害而兴起施用热潮。

2.有机氯农药的特点：

①有机氯农药大部分是含有一个或几个苯环的氯的衍生物；

②化学性质稳定，难以被化学降解和生物降解，因此，在环境中的残留期很长；

③具有较低的水溶性和高的辛醇水分配系数，故很大一部分被分配到沉积物有机质和生物脂肪中，并在其中积累；

④与沉积物和生物体中浓度相比，水中浓度很低；

⑤有机氯农药如DDT,已被许多国家禁用。

3.DDT的特点：

DDT又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷（Dichlorodiphenyltrichloroethane）化学式（ClC6H4）2CH（CCl3）。

中文名称从英文缩写DDT而来，为白色晶体，不溶于水，溶于煤油，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。

为20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用。

在上个世纪60年代科学家们发现滴滴涕在环境中非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，甚至在南极企鹅的血液中也检测出滴滴涕，鸟类体内含滴滴涕会导致产软壳蛋而不能孵化，尤其是处于食物链顶极的食肉鸟如美国国鸟白头海雕几乎因此而灭绝。

1962年，美国科学家卡尔松在其著作《寂静的春天》中怀疑，DDT进入食物链，是导致一些食肉和食鱼的鸟接近灭绝的主要原因。

因此从70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。

滴滴涕还成为中国环境保护事业的催生婆。

　　DDT的有毒人造有机物是一种易溶于人体脂肪，并能在其中长期积累的污染物。

DDT已被证实会扰乱生物的荷尔蒙分泌，2001年的《流行病学》杂志提到，科学家通过抽查24名16到28岁墨西哥男子的血样，首次证实了人体内DDT水平升高会导致精子数目减少。

除此以外，新生儿的早产和初生时体重的增加也和DDT有某种联系，已有的医学研究还表明了它对人类的肝脏功能和形态有影响，并有明显的致癌性能。

　　由于具有较低的急毒性和较长的持久性，也降低了有机氯杀虫剂的使用次数。

然而，却也因此使此类的杀虫剂具有较长的持久性，长期累积下来，造成了生态环境的许多问题。

针对产生的毒性而言，DDT杀虫剂具有肝毒性，会引起肝肿大的肝中心小叶坏死，同时活化微粒体单氧脢（月每）（microsomalmonooxygenases），亦会改变免疫功能，降低抗体的产生，和抑制脾、胸腺、淋巴结中胚胎生发中心（germinalcenter）的速率。

DDT产生其他毒性对小鼠或其他动物均无致癌性，在流行病学调查和短期致突变性试验中，亦呈阴性反应，此点特性，获得许多国际组织的肯定。

然而却由于DDT的累积性和持久性形成对人类健康和生态环境潜在的危害，遭到禁用。

四、DDT在各圈层的化学行为

DDT农药具有一定挥发、降解和分解的能力，但在一般的环境条件下，过程进行得很慢，很不显著。

例如一般环境条件下，残留在土壤中的DDT,95％分解需时约10年；经试验，在90～95℃水相介质中，紫外光照条件下，使DDT彻底降解（即最终生成CO2）其总量的75％需120小时。

　　土壤中某些微生物能较快分解DDT。

在缺氧条件下（例如土壤灌溉后），而且温度较高时，这种分解进行得特别快。

土壤中的二价铁盐和氯化铬还能加速DDT的还原分解。

例如，当土壤中DDT含量为200mg/kg，有二价铁离子存在和温度为35℃时，在28天之内DDT几乎全部分解。

五、DDT的迁移转化机理

·DDT在环境中的转化途径包括光解转化、生物转化、土壤转化等。

在生物转化中除哺乳动物体内的代谢转化外，还有鸟类、昆虫类、高等植物和微生物等不同的转化途径，至今已将近有20种转化物质（包括哺乳动物的代谢产物在内）作了鉴定，但许多其它化合物的化学结构仍不清楚。

除主要产物如DDE和DDD外，这些转化产物的毒理学特性几乎一无所知。

下面我小组主要从DDT在大气圈、水圈、土壤圈以及生物圈中的迁移转化规律来认识DDT：

1．DDT在大气中的迁移转化

DDT的另一降解途径主要是通过光解作用，空气中的p,p’_DDT在290——310nm的紫外光照射下转化为p,p’—DDE及DDD，DDE在进一步光解，形成p,p’_二氯二苯甲酮及若干二、三、四氯联苯。

2．DDT在水体中的迁移转化

DDT的水迁移方式有两种：

一是直接溶于水中；二是被吸附于土壤固体细粒表面上随水分移动而进行机械迁移。

土壤有机质和粘土矿物强烈吸附在土体内，不易随水向下淋移，大多积累于土壤表层30厘米土层内。

有的研究者指出，DDT对地下水的污染是不大的，主要是由于土壤侵蚀，通过地表径流流入地面水体造成地表水体的污染。

    DDT的挥发、迁移，虽可促使土壤本身净化，但却导致了其他环境因素的污染。

3.DDT在土壤中的迁移转化

DDT在土壤中挥发性不大，由于其易被土壤胶体吸附，故它在土壤中的迁移也不明显，土壤中DDT的降解主要靠微生物作用，在缺氧或温度较高时DDT的降解速率较快，南方土壤中DDT降解最快，而在北方土壤中的DDT可以保持10年以上。

DDT在土壤中生物降解主要按还原、氧化和脱氯化氢等机理进行。

 3.1土壤对化学农药的吸附作用

    土壤对DDT吸附作用的机理有物理吸附和物理化学吸附，其中主要是物理化学吸附（或离子交换吸附）。

因进入土壤的化学农药，在土壤中一般解离为有机阳离子，故为带负电荷的土壤胶体所吸附。

据研究，土壤胶体对DDT吸附的顺序是：

    有机胶体＞蛭石＞蒙脱石＞伊利石＞绿泥石＞高岭石。

         除土壤胶体的种类和数量、胶体的阳离子组成影响化学农药的吸附作用之外，DDT的物质成分和性质对吸附作用也有很大影响。

   土壤的pH值对DDT的吸附也有很大影响。

如2，4-D在pH3—4的条件下，解离成有机阳离子，而在pH6—7的条件下，离解为有机阴离子。

前者为带负电的土壤胶体所吸附，后者仅为带正电的土壤胶体所吸附。

    DDT被土壤吸附后，由于存在形态的改变，其迁移转化能力和生理毒性也随之而变化.,土壤对DDT的吸附作用，在某种意义上讲就是土壤对有毒物质的净化和解毒作用。

土壤的吸附能力愈大，DDT在土壤中的有效度愈低，净化效果则愈好。

但这种土壤净化作用是相对不稳定的，也是有限度的。

因此，土壤对DDT的吸附作用，只是在一定条件下，起到净化和解毒的作用，其主要的作用还是使化学农药在士壤中进行积累的过程。

3.2DDT在土壤中的挥发，扩散和迁移

进入土壤中的DDT，在被土壤固相物质吸附的同时，还通过气体挥发，随水淋溶，为生物体吸收，进而导致大气、水体和生物污染。

 DDT挥发作用的大小，主要决定于农药本身的溶解度和蒸气压，以及土壤的湿度、温度、影响土壤孔隙状况的质地和结构条件。

DDT主要是以气体挥发形式进行扩散，而当比值大于3×104，则以水扩散为主。

但DDT于水中的扩散作用非常慢，要较蒸汽扩散作用的速度低一万倍。

因此，土壤中农药向大气的扩散，是大气农药污染的重要途径。

 光化学降解是指土壤表面受太阳辐射能和紫外线能而引起农药的分解。

大部分除草剂、DDT都能发生光化学降解作用。

    化学降解可分催化反应和非催化反应。

非催化反应包括水解、氧化、异构化、离子化等作用，其中以水分解和氧化最重要。

土壤中氨基酸、硫氢基以及Cu、Fe，Mn等无机金属离子，能促进一些有机磷农药的水解和氧化还原作用。

    目前使用的农药，大部分属有机化合物。

它们进入土壤后，对土壤微生物（包括一些有益微生物）有抑制作用，与此同时，土壤微生物也会利用这些有机农药为能源，进行降解作用，使各种有机农药彻底分解成CO2，最后消失。

这是农药在土壤中的主要降解过程。

    土壤微生物的种类繁多，各种农药在不同条件下，分解的形式也不同，主要有氧化、还原作用，N—和O一脱烃过程，腈、胺、酯的水解过程，脱卤过程，芳环羟基化过程和异构化过程等。

    脱氯作用：

机氯农药DDT等化学性质稳定，在土壤中残留时间长，通过微生物作用脱氯，使DDT变为DDD，或是脱氢脱氯变为DDE；而DDE和DDD都可进一步氧化为DDA。

DDT在好气条件下分解很慢，降解产物DDE、DDD的毒性虽比DDT低得多，但DDE仍然有慢性毒性，而且其水溶性比DDT大。

对此类农药，要注意其分解产物在环境中的积累。

4.DDT在生物体内的富集

环境条件下降解很慢。

具有低挥发性，蒸发得也慢。

具有疏水性，难以被洗涮。

每次使用都能保持长时间有效。

能渗透过害虫表层的蜡质层，进入害虫体内将其麻醉。

对人类毒性很低。

DDT作用机理：

是钠离子通道保持开放从而束缚昆虫的神经细胞，这反而使其神经不受控制地保持兴奋。

如图，以“20世纪60年代WHO除卞疟疾把DDT引入婆罗洲”为例，分析DDT在生物体内的富集过程。

六、防护及救治措施

1.隔离泄露污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。

不要直接接触泄露物，避免扬尘，收集于干燥净洁有盖的容器中，转移到安全场所。

也可用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。

2.若与皮肤接触需用肥皂水及清水彻底冲洗，并就医；若不慎吸入，应脱离现场至空气新鲜处，并就医。

七、教师评语