水体沉积物中多种农药的复合污染研究

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1、水体沉积物中多种农药的复合污染研究ResearchonCombinedPollutionofMultiplePesticidesonWater-BodySediments作者姓名：蔡宇航专业名称：环境科学指导教师：赵文晋教授学位类别：理学硕士答辩日期：2015.6摘要水体沉积物中多种农药的复合污染研究为了揭示多种农药在水体沉积物中的复合污染规律，本文选取晶体乐果（DI）、甲霜灵（ME）、阿特拉津（AT）、马拉硫磷（MA）、扑草净（PR）、乙草胺（AC）六种农药和多个地区的不同沉积物为研究对象。计算了六种农药的29种量子化学参数，并对常规的Freundlich方程进行改进

2、，将Freundlich常数K表示为沉积物综合指数KNY和农药综合指数KCJ的交互作用，添加与KNY有关的修正项，通过非线性最小二乘方法，建立多种农药在不同沉积物上吸附修正模型，从而分别体现吸附质和吸附剂的具体影响因素。通过多元逐步回归和偏最小二乘回归方法建立数学模型，分别定量研究多种农药在水体沉积物中对发光菌的单一和联合毒性规律，以及多种农药在多种沉积物上的热力学吸附规律。研究成果可以为农药在天然水环境中的毒性以及迁移转化规律提供基础数据和理论支持。对五种农药（DI、MA、AT、PR、AC）对T3发光菌单一毒性的QSAR模型研究表明：农药分子的超极化率分量βyyz和β

3、xyz对单一农药毒性呈显著正相关，且βyyz起主导作用。对五种农药对T3发光菌的联合毒性多元线性回归模型研究表明：农药单独作用对联合毒性整体呈现为协同作用，且PR对联合毒性贡献最大，只有DI对联合毒性产生拮抗作用；二元交互作用为对联合毒性整体产生拮抗作用，且以MA*PR以和DI*PR为主导，只有MA*DI以及AT*PR对联合毒性产生协同作用；三元交互作用对联合毒性整体产生协同作用，其中MA*DI*AC、DI*AC*PR、DI*AT*PR、AC*AT*PR四者对联合毒性产生拮抗作用；四元交互作用对联合毒性整体产生拮抗作用，只有标准系数最小的MA*DI*AC*AT对联合毒性

4、产生协同作用。对六种农药（DI、ME、MA、AT、PR、AC）对农药综合指数KNY的QSAR模型研究表明：与KNY显著相关的因素为农药的最低空轨道能Elumo、四极距分量Qxx、极化率分量αyy以及超极化率分量βyyz。其中，最低空轨道能Elumo较大的农药更容易在沉积物上吸附；而四极距分量Qxx、极化率分量αyy以及超极化I率分量βyyz较大的农药较难在沉积物上吸附。对七种不同沉积物的活性组分和外部条件对沉积物综合指数KCJ的多元线性回归模型研究表明：与KCJ显著相关的因素为沉积物中的Mn可交换态、Mn锰氧化物结合态、Fe铁氧化物结合态以及TOC。其中，Mn锰氧化物结

5、合态和TOC将显著促进农药在沉积物上的吸附，Mn可交换态及Fe铁氧化物结合态将抑制农药在沉积物上的吸附，且促进作用总体高于抑制作用。关键词：农药，沉积物，定量构效关系（QSAR），毒性效应，吸附修正模型IIAbstractResearchonCombinedPollutionofMultiplePesticidesonWater-BodySedimentsTorevealthelawofcombinedpollutionbymultiplepesticidesonwater-bodysediments,sixkindsofpesticides,includingdime

6、thoate(DI),metalaxyl(ME),malathion(MA),atrazine(AT),prometryn(PR)andacetochlor(AC),anddifferentsedimentsfromseveralregionswereselectedasresearchobjects.29kindsofquantumchemistryparametersofthesixpesticideswerecalculated.TheordinaryFreundlichequationwasimproved,expressingFreundlichconstan

7、tKastheinteractionofpesticidecompositeindex(KNY)andsedimentcompositeindex(KCJ),andaKNYconcernedcorrectiontermwasadded,toestablishthemodifiedadsorptionmodelofmultiplepesticidesondifferentsedimentsbynonlinearleastsquaresmethod.Themodifiedadsorptionmodelembodiesinfluencefact