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可电离农药的存在形态(分子态/离子态)会影响其吸附及生物活性(毒性或富集),这导致了它们在环境中的生物有效性比中性农药更加复杂。本文以弱酸性除草剂咪草烟、2,4-D和弱碱性杀菌剂抑霉唑为目标化合物,研究pH和生物碳对它们在土壤中的吸附和水稻的影响,并探索化学方法评价其毒性或富集。结果表明:(1)采用批平衡法,研究生物碳和pH对3种可电离农药吸附的影响。结果表明,生物碳含量添加1%时,pH 5.5、pH 7.0和pH 8.5的土壤对咪草烟的吸附常数(Kd)分别增加了0.25、0.335和0.323 L/kg;添加1%和2%生物碳时,pH 5.5的土壤中2,4-D的Kd从7.52增加到28.01和75.52 L/kg,pH 8.8的土壤中2,4-D的Kd从5.54增加到11.5和46.9 L/kg;添加0.5%生物碳时,pH 5.5土壤中的抑霉唑Kd随之从10.89增加到18.78L/kg。这些表明生物碳能显著增强土壤对三种可电离农药的吸附能力。随着环境pH的增加,土壤对弱酸性除草剂咪草烟和2,4-D吸附能力下降,pH 7.0和pH 8.5土壤中咪草烟的Kd仅为pH 5.5土壤中的60.3%和34.9%。生物碳对弱碱性抑霉唑的吸附量先增加后减少再略微增加(pH 2~11),在pH≈pKa(5.8)时有最大吸附量。(2)在水溶液中,随着pH上升,咪草烟和2,4-D对水稻的药害降低,在pH 8.0时,咪草烟和2,4-D对水稻的抑制中浓度(IC50)分别是pH 5.0时的3倍和2倍;土壤中,随着pH的提高,咪草烟和2,4-D对水稻的药害增加,在pH为5.5、7和8.5的土壤环境中,咪草烟的IC50从1.33降至0.932和0.619 mg/kg。当pH值从5.5上升到8.5时,2,4-D的IC50从3.49下降到1.871 mg/kg。不同pH条件下生物碳添加使咪草烟的IC50从0.619-1.33升至1.65-3.826 mg/kg,2,4-D的IC50从1.871-3.49升至7.16-72.83 mg/kg。土壤和生物碳的吸附作用能够显著降低咪草烟和2,4-D对水稻的药害。(3)利用不同浓度评估咪草烟和2,4-D的药害,以添加浓度计算时,不同土壤中咪草烟的IC50从0.619到3.826 mg/kg,2,4-D的IC50从1.871到72.83 mg/kg,IC50的变异系数分别为65.61%和129.99%;以原位孔隙水浓度和中空纤维萃取浓度计算,咪草烟的IC50变异系数分别下降到23.51%和36.23%,2,4-D的IC50变异系数的降低到40.21%和50.93%,中空纤维萃取浓度和原位孔隙水浓度均能较好地评价咪草烟和2,4-D的毒性。(4)不同pH环境中,水稻对抑霉唑的富集倍数从水溶液中的14.52-22.6降低到土壤中的0.23-1.03。土壤中添加0.5%生物碳后,富集量从2.81-4.12 mg/kg降低到0.92-1.55 mg/kg。土壤pH改变时均无明显变化,土壤和生物碳的吸附作用可能是影响水稻富集作用的主要因素。当土壤pH由5.5增加到8.5时,抑霉唑的中空纤维萃取浓度从23.61降到4.77 mg/L,生物碳的添加使萃取浓度降低到0.33-0.76 mg/L。土壤环境中,中空纤维液相微萃取方法在pH为8.5和生物碳添加时有较好的模拟效果,具有一定模拟生物富集的潜力。