Use of Fe/Al drinking water treatment residuals as amendments for enhancing the retention capacity of glyphosate in agricultural soils.
J Environ Sci (China) · 2015 · 34:133-42 · PMID 26257356 · 등급1 최상위근거 체계적문헌고찰 · 노출과 잔류 > 물 잔류 · 식이
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Fe/Al 식수 처리 잔류물(WTRs)은 식수 정화 과정에서 발생하는 널리 분포하며 무해한 부산물로서, 글리포세이트에 대한 비용 효율적인 흡착제이다. 반복적인 글리포세이트 사용이 토양의 글리포세이트 보유량을 현저히 감소시킬 수 있고, 흡착된 글리포세이트가 잠재적으로 이동성이 있기 때문에, 글리포세이트로 인한 수질 오염을 방지하기 위해서는 농경토에서 높은 흡착 용량과 안정성이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 Fe/Al WTR을 토양 개량제로 재사용하여 두 가지 농경토의 글리포세이트 보유 능력을 향상시키는 실현 가능성을 조사하였다. 배치 실험 결과, Fe/Al WTR 개량제는 두 토양 모두에서 글리포세이트 흡착 용량을 유의하게 향상시켰다(p<0.001). 비개량 토양에서는 최대 30%의 기존 흡착된 글리포세이트가 탈착되었으나, Fe/Al WTR 개량제는 탈착되는 글리포세이트 비율을 효과적으로 감소시켰다. 분획 분석 결과, 비개량 토양에 흡착된 글리포세이트는 주로 쉽게 불안정한 분획(NaHCO3-글리포세이트)에 보유되어 있었다. WTR 개량제는 중간 정도의 불안정성을 가진 분획(HCl-글리포세이트)의 상대적 비율을 유의하게 증가시키고, 동시에 NaHCO3-글리포세이트의 비율을 감소시켜 토양 흡착 글리포세이트가 수성상으로 방출될 잠재력을 낮추었다. 나아가 Fe/Al WTR 개량제는 용액 pH 증가에 따른 토양의 글리포세이트 흡착 저해 효과를 최소화하고, 용액 이온 강도 증가의 영향을 완화하였다. 본 연구 결과는 Fe/Al WTR이 토양 내 글리포세이트 보유 능력을 향상시켜 수생태계의 글리포세이트 오염을 방지하기 위한 토양 개량제로 사용하기에 적합함을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Fe/Al drinking water treatment residuals (WTRs), ubiquitous and non-hazardous by-products of drinking water purification, are cost-effective adsorbents for glyphosate. Given that repeated glyphosate applications could significantly decrease glyphosate retention by soils and that the adsorbed glyphosate is potentially mobile, high sorption capacity and stability of glyphosate in agricultural soils are needed to prevent pollution of water by glyphosate. Therefore, we investigated the feasibility of reusing Fe/Al WTR as a soil amendment to enhance the retention capacity of glyphosate in two agricultural soils. The results of batch experiments showed that the Fe/Al WTR amendment significantly enhanced the glyphosate sorption capacity of both soils (p<0.001). Up to 30% of the previously adsorbed glyphosate desorbed from the non-amended soils, and the Fe/Al WTR amendment effectively decreased the proportion of glyphosate desorbed. Fractionation analyses further demonstrated that glyphosate adsorbed to non-amended soils was primarily retained in the readily labile fraction (NaHCO3-glyphosate). The WTR amendment significantly increased the relative proportion of the moderately labile fraction (HCl-glyphosate) and concomitantly reduced that of the NaHCO3-glyphosate, hence reducing the potential for the release of soil-adsorbed glyphosate into the aqueous phase. Furthermore, Fe/Al WTR amendment minimized the inhibitory effect of increasing solution pH on glyphosate sorption by soils and mitigated the effects of increasing solution ionic strength. The present results indicate that Fe/Al WTR is suitable for use as a soil amendment to prevent glyphosate pollution of aquatic ecosystems by enhancing the glyphosate retention capacity in soils.| 저자 | Zhao, Y.; Wendling, L. A.; Wang, C.; Pei, Y. |
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| 저널 | Journal of environmental sciences (China) |
| 권·호·쪽 | 34, 133-42 |
| PMID | 26257356 |
| DOI | 10.1016/j.jes.2015.01.030 |
| MeSH | Adsorption; Agriculture; Aluminum; Glycine; Herbicides; Iron; Soil; Water Purification; Glyphosate |