Adsorption of glyphosate on variable-charge, volcanic ash-derived soils.
J Environ Qual · 2009 · 38:1449-57 · PMID 19465720 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 환경과 생태 > 토양 거동
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글리포세이트(N-phosphonomethylglycine)는 광범위한 활성과 비선택적 작용 기전으로 인해 널리 사용된다. 칠레에서는 가장 많이 사용되는 제초제이지만, 풍부하고 광범위하게 분포하는 가변 전하 토양에서의 흡착 거동은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 글리포세이트의 흡착 동역학, 평형 등온선 및 pH의 영향을 평가하기 위해 안디솔(Nueva Braunau 및 Diguillin)과 울티솔(Collipulli)을 포함한 세 가지 화산재 유래 토양을 선정하였다. 또한 글리포세이트가 토양 인산염 보유에 미치는 영향도 연구하였다. 글리포세이트는 선정된 토양에 의해 빠르고 강하게 흡착되었으며, 흡착 등온선은 강한 비선형성($n_{fads} < 0.5$)을 보이는 프라운들리히 관계식으로 잘 기술되었다. $n_{fads}$ 값은 일관되게 $n_{fdes}$ 값보다 높아 강한 이력 현상을 시사하였다. 흡착($K_{ads}$)은 pH가 감소함에 따라 강하게 증가하였다. 글리포세이트(3200 $\mu\text{g}\ \text{mL}^{-1}$)의 존재는 최대 흡착 용량에서 인산염의 흡착 거동을 변화시켰다. 글리포세이트를 첨가하지 않은 안디솔 토양은 Nueva Braunau (5.68)와 Diguillin (7.38)에서 유사한 평균 $K_{ads}$ 값을 보였다. Collipulli는 31.58의 평균 $K_{ads}$ 값을 가졌다. 연속적인 탈착 단계 동안, 최고 수준의 글리포세이트는 안디솔 토양에서 인산염의 $K_{ads}$ 값을 증가시켰으나 울티솔 토양에서는 거의 영향을 미치지 않았다. 이러한 다른 거동은 지배적인 카올리나이트 광물에 기인하는 울티솔 토양 내 일부 흡착 자리의 비가역적 점유 때문일 수 있다. 본 연구 결과는 두 가지 유형의 화산토에서 글리포세이트와 인산염 흡착에 서로 다른 메커니즘이 관여하며, 장기간의 글리포세이트 사용이 인의 보유 및 이용 가능성에 다른 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 화산재 유래 토양은 유기 오염물질의 보유와 관련하여 특정한 환경적 거동을 가지며, 집약적인 농업 이용으로 인해 시간이 지남에 따라 고도로 오염될 수 있는 환경 기질이다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (N-phosphonometylglycine) is widely used due to its broad spectrum of activity and nonselective mode of action. In Chile it is the most used herbicide, but its adsorption behavior in the abundant and widespread variable charge soils is not well understood. In this study, three volcanic ash-derived soils were selected, including Andisols (Nueva Braunau and Diguillin) and Ultisols (Collipulli), to evaluate the adsorption kinetics, equilibrium isotherms, and the effect of pH in glyphosate adsorption. The influence of glyphosate on soil phosphorus retention was also studied. Glyphosate was rapidly and strongly adsorbed on the selected soils, and adsorption isotherms were well described by the Freundlich relationship with strong nonlinearity (n(fads) < 0.5). The n(fads) values were consistently higher than n(fdes) values, suggesting strong hysteresis. Adsorption (K(ads)) increased strongly when pH decreased. The presence of glyphosate (3200 mug mL(-1)) changed the adsorption behavior of phosphate at its maximum adsorption capacity. Andisol soils without the addition of glyphosate had similar mean K(ads) values for Nueva Braunau (5.68) and Diguillin (7.38). Collipulli had a mean K(ads) value of 31.58. During the successive desorption steps, glyphosate at the highest level increased K(ads) values for phosphate in the Andisol soils but had little effect in the Ultisol soil. This different behavior was probably due to the irreversible occupation of some adsorption sites by glyphosate in the Ultisol soil attributed to the dominant Kaolinite mineral. Results from this study suggest that in the two types of volcanic soils, different mechanisms are involved in glyphosate and phosphate adsorption and that long-term use of glyphosate may impose different effects on the retention and availability of phosphorus. Volcanic ash-derived soils have a particular environmental behavior in relation to the retention of organic contaminants, representing an environmental substrate that may become highly polluted over time due to intensive agronomic uses.| 저자 | Cáceres-Jensen, L.; Gan, J.; Báez, M.; Fuentes, R.; Escudey, M. |
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| 저널 | Journal of environmental quality |
| 권·호·쪽 | 38(4), 1449-57 |
| PMID | 19465720 |
| DOI | 10.2134/jeq2008.0146 |
| MeSH | Adsorption; Glycine; Hydrogen-Ion Concentration; Kinetics; Soil Pollutants; Volcanic Eruptions; Glyphosate |