土壤中的农药易随着雨水或灌溉通过地表径流和淋溶等途径进入地表水和地下水,从而引起水体的污染,而农药在土壤中的吸附-脱附则被认为是农药在土壤-水环境中归宿的主要支配因素。因此,农药在土壤中的吸附-脱附对农药在土壤中的淋溶迁移与降解转化等环境行为具有重要的影响,并且也是对水体危害的一个重要评价指标。本研究以木炭作为人工添加吸附剂,考察外源木炭对除草剂异丙隆在土壤中吸附解吸、淋溶迁移和降解转化的影响,探讨木炭对减少异丙隆从土壤中流失的作用机制,为土壤-水环境中农药的污染防治提供理论依据。采用振荡平衡法,研究了异丙隆在5个不同粒径木炭和3种不同类型土壤中的吸附-解吸特征,且重点考察了外源木炭对异丙隆在土壤中吸附-解吸的影响。结果表明,异丙隆在木炭和土壤中的吸附-解吸均符合Freundlich方程。木炭对异丙隆有很强的吸附能力,木炭粒径越小,对异丙隆的吸附能力越强。添加木炭能够显著提高土壤对异丙隆的吸附量,木炭添加量越多,异丙隆吸附量越大,木炭添加量与异丙隆吸附量呈显著正相关(相关系数r=0.9568**)。异丙隆在木炭和土壤中的解吸过程均存在明显的滞后效应,且这种滞后效应随着木炭添加量的增大而逐渐加强。环境扫描电镜(ESEM)分析显示,木炭具有疏松多孔结构,对异丙隆具有较强的物理吸附能力。红外光谱(FTIR)分析结果显示,异丙隆可能通过氢键或范德华力与木炭结合。通过室内模拟土柱试验,研究了异丙隆在土壤中淋溶迁移的影响因素和外源木炭对异丙隆在土壤中淋溶迁移的影响。研究结果表明:(1)淋溶水量相同,土壤类型不同时,异丙隆的淋出率也不同,淋出率的大小顺序为:黄褐土>砂姜黑土>水稻土;(2)淋溶水量的多少与异丙隆的淋出率呈正相关(750 ml>500 ml>250 ml),且对淋溶后异丙隆在土壤剖面中的分布有明显影响;(3)淋溶水的pH值不同,异丙隆的淋出率也不同,大小顺序为:pH 5>pH 9>pH 7;(4)异丙隆的淋出率随着施药量增加而增大;(5)以木炭作为外源吸附物质,异丙隆的淋出量随着土壤中木炭添加量的增大而减小,而异丙隆在土柱土层中的滞留量则随着木炭添加量增大而增大。异丙隆淋出率与木炭添加量呈负相关,且相关极显著。通过室内培养实验,研究了异丙隆在灭菌与未灭菌土壤中的降解和添加木炭对异丙隆在土壤中降解的影响。灭菌或未灭菌处理对异丙隆在土壤中降解半衰期(t1/2)影响明显,黄褐土、砂姜黑土和水稻土灭菌处理的t1/2分别为161.16 d、87.72 d和87.72 d,未灭菌处理则分别为16.00 d、15.20 d和54.57 d。由实验结果得出,异丙隆在黄褐土和砂姜黑土2种土壤中的降解以微生物降解为主,而化学水解则可能是异丙隆在水稻土中的主要降解机制。异丙隆在添加不同比例木炭土壤中的降解动态测定结果表明,在生物降解占主导地位的黄褐土和砂姜黑土中,添加少量木炭,即可显著影响异丙隆在土壤中的降解速度,木炭添加量越大,异丙隆在土壤中的t1/2越长(当木炭添加量由0 g·kg-1逐渐增大到50 g·kg-1时,黄褐土中异丙隆t1/2由16.00 d显著延长到135.88 d,砂姜黑土中由15.2 d延长到106.62 d);而以化学水解为主的水稻土中,木炭的添加对异丙隆降解速度影响的趋势不明显(t1/2由添加0 g·kg-1木炭时的54.57 d延长到10 g·kg-1时的77.44 d,继而又缩短到50g·kg-1时的53.31 d)。该项研究表明,以木炭作为人工添加吸附剂可有效地减少异丙隆从土壤中的流失,并能通过降低异丙隆在土壤中的微生物有效性而增大其降解半衰期,从而最终延长其在土壤中的除草活性。