苄嘧磺隆在土壤中的吸附

项裕昆，龚道新,2 ，苏循发，谢 惠，李 想

（1.湖南农业大学烟草工程技术研究中心，湖南 长沙 410128；2.农业环境保护研究所，湖南 长沙 410128）

农药在土壤中的吸附、解析是影响农药在土壤中的存在状况、迁移转化规律以及向大气挥发趋势的重要环境化学行为之一，也是影响农药环境安全性评价的重要因素之一[1－5]。苄嘧磺隆是一种高效、广谱、低毒及低用量的选择性内吸传导型磺酰脲类除草剂，是目前广泛用于稻田杂草防治的主要除草剂之一。国内有关苄嘧磺隆在土壤中吸附及其影响因素的报道不多，司友斌[6]等研究表明，土壤对苄嘧磺隆有很强的吸附性，且随供试土壤理化性质的差异，其吸附性呈明显变化。笔者就苄嘧磺隆在5种不同土壤中的吸附行为及其与土壤理化性质的相关性进行了试验，并对其吸附行为及其影响因素进行了分析。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

供试土壤为河潮土、红壤、黄棕土、褐土、黑土。供试土壤理化性质见表1。

表1 5种供试土壤的理化性质

1.2 药品与试剂

苄嘧磺隆（bensulfuron-methyl）标准品（纯度98.0%），由美国杜邦公司（EI Du Pont de Nemours&Company USA）提供，用前配制成1 000 mg/L的甲醇(HPLC级)溶液，于冰箱中0～4℃保存，使用时采用梯度稀释法配制成所需浓度。甲醇（HPLC级）、丙酮、石油醚（60～90℃）等试剂均为分析纯。

1.3 样品检测条件

HP1100型液相色谱仪（带紫外检测器和色谱化学工作站），色谱柱为150 mm×4.6 mm（id）的ODSHypersid(不锈钢柱)，进样量为 20 μL，柱温为30℃，流动相为甲醇∶水=65∶35（体积比），流量为0.8 mL/min，检测波长为250 nm。苄嘧磺隆的保留时间为4.55 min。

1.4 试验设计

1.4.1 吸附平衡时间 称取供试土壤样品若干份（每份5.00 g），分别置于盛有20 mL 10.0 mg/L苄嘧磺隆水溶液的离心管中，加入5.0 mL CaCl2水溶液，加塞，摇匀，然后在25（±1.0）℃水溶液恒温振动仪上振荡，分别于 1、3、5、7、10、14、18、24 h 时取下离心管，在高速离心机中离心15 min（4 000 r/min）。取上清液过0.45μm水系滤膜，采用HPLC法测定苄嘧磺隆的含量，土壤吸附苄嘧磺隆的量通过差减法得到。

1.4.2 吸附试验 分别称取供试土壤样品若干份（每份5.00 g），装入50 mL离心管中，然后分别加入 20 mL 浓度为 1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0 mg/L的苄嘧磺隆水溶液和5.0 mL 0.01 mol/L的CaCl2水溶液，加塞，摇匀，在25（±1.0）℃水溶液恒温振动仪上振荡24 h，取下离心管，在高速离心机中离心15 min（4 000 r/min）。取上清液过0.45μm水系滤膜，采用HPLC法测定苄嘧磺隆的含量，土壤吸附苄嘧磺隆的量通过差减法得到。

2 结果与分析

2.1 吸附平衡时间的确定

图1列出了苄嘧磺隆在5种供试水稻土中的吸附平衡曲线。其中Cs表示苄嘧磺隆在土壤中的吸附量，t表示吸附时间。

图1表明，5种土壤对苄嘧磺隆的吸附速率均较快，吸附作用在14～16 h达到平衡。吸附平衡时水稻土中苄嘧磺隆的量远远大于水中的量，吸附率在89.2%～94.6%之间，表明土壤对苄嘧磺隆的吸附能力较强。为了保证实验结果的可靠性，本实验统一采用24 h作为吸附平衡时间。

2.2 吸附等温线

图2是苄嘧磺隆在5种土壤上的吸附等温线。结果表明，苄嘧磺隆在5种土壤上的吸附均能很好地符合Freundlich方程，表2给出了苄嘧磺隆在土壤中吸附的Freundlich方程参数。一般认为吸附常数Kf代表吸附的程度与强弱。由图2和表2可以发现，苄嘧磺隆在5种土壤上的吸附容量差别较大，按吸附量大小顺序依次为：黑龙江黑土>长沙红壤>河南信阳黄棕土>长沙河潮土>山东泰安褐土。另外，由图2、表2可以看出，Kf值变化幅度较大（极差分别为8.516和39.206），表明不同类型土壤对苄嘧磺隆吸附能力都有较大差异。

图2 苄嘧磺隆在5种土壤中的吸附等温线

2.3 土壤理化性质对苄嘧磺隆的影响

表2 苄嘧磺隆在5种土壤中吸附的Freundlich方程参数

将表l中的土壤理化性质与Kf值进行单因子回归分析，求得它们之间的线性关系，结果见图3。

图3表明，苄嘧磺隆在5种土壤中的Kf值与土壤p H值、有机质含量、阳离子交换量呈较好的线性关系。其中Kf值与土壤p H值呈负相关，即土壤p H值越小，土壤对苄嘧磺隆的吸附能力越强；与有机质含量和阳离子交换量呈正相关，即有机质含量和阳离子交换量越大，土壤对苄嘧磺隆的吸附能力越强。

图3 土壤性质对Freunldlich方程吸附常数（Kf）的影响

2.4 苄嘧磺隆在土壤上的吸附自由能

根据吸附反应自由能与有机质吸附常数的关系式[7]：△G=-RTlnKOM，其中 KOM=100 Kf/OM%，求出苄嘧磺隆在5种土壤上的吸附自由能为15.93～18.53 kJ/mol（表3），均小于40 kJ/mol，表明苄嘧磺隆在土壤中的吸附以物理作用为主。

表3 苄嘧磺隆在土壤上的吸附自由能（25℃）

3 结论

（1）苄嘧磺隆在5中土壤中的吸附平衡时间为14～l6 h，其吸附过程符合Freundlich吸附等温式；（2）不同类型的土壤对苄嘧磺隆的吸附能力差异较大，土壤的理化性质是影响苄嘧磺隆的吸附的主要因素；（3）土壤pH值与土壤Kf值呈负相关，即土壤对苄嘧磺隆的吸附能力随土壤pH值的减小而增强；（4）土壤有机质含量和阳离子交换量与土壤Kf值呈正相关，即土壤对苄嘧磺隆的吸附能力随土壤有机质含量和阳离子交换量的增加而增强；（5）通过算出吸附反应自由能为15.93～18.53 kJ/mol，表明苄嘧磺隆在土壤中吸附以物理作用为主。

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