Sorption and desorption of glyphosate, MCPA and tetracycline and their mixtures in soil as influenced by phosphate.
J Environ Sci Health B · 2017 · 52:887-895 · PMID 28961057 · 등급1 최상위근거 체계적문헌고찰 · 환경과 생태 > 토양 거동 · 환경시료
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인산 비료와 글리포세이트 및 MCPA와 같은 제초제는 농경지에 흔히 사용되며, 가축 분뇨 및 바이오 고형물질을 농경지에 적용한 후에는 테트라사이클린과 같은 항생제가 토양에서 검출되었다. 본 연구에서는 다양한 배치 평형 실험을 이용하여 이러한 화학물질들의 토양 내 경쟁적 흡착 상호작용을 조사하였다. 장기간의 실험 구획에서 채취된 토양 샘플(0-15 cm)은 농경 토양에 축적된 인산의 일반적인 범위(13~20 mg kg$^{-1}$) 및 높은 범위(81~99 mg kg$^{-1}$)의 올슨 P 농도를 포함하고 있었다. 현장 토양에서 관찰된 높은 올슨 P 농도는 글리포세이트 흡착을 최대 50%까지 유의하게 감소시켰으나, MCPA와 테트라사이클린 흡착에는 유의한 영향을 미치지 않았다. 실험실에서 다른 화학물질 적용 전 또는 동시에 도입된 신선 인산 첨가는 글리포세이트 흡착을 감소시키는 데(최대 45%) 테트라사이클린(최대 13%) 및 MCPA(최대 8%) 흡착 감소에 미치는 영향보다 더 큰 영향을 주었다. 이러한 세 가지 화학물질의 신선 인산 첨가가 탈착에 미치는 영향 역시 통계적으로 유의했으나, 수치적으로는 글리포세이트와 테트라사이클린의 경우 < 1%, MCPA의 경우 3%로 매우 작았다. MCPA의 존재는 글리포세이트의 흡착을 유의하게 감소시키고 탈착을 증가시켰으나, 이는 MCPA가 환경적으로 관련 있는 농도보다 훨씬 높은 농도로 존재하고 MCPA 용액에 인산이 첨가되지 않았을 때만 해당되었다. 테트라사이클린 첨가는 토양 내 글리포세이트 흡착 및 탈착에 유의한 영향을 미치지 않았다. 연구된 네 가지 화학물질에 대해, 우리는 인산, 제초제, 항생제의 혼합물이 토양에 존재할 때, 그 경쟁적 상호작용 중 가장 큰 영향은 인산이 글리포세이트 흡착을 감소시키는 것이며 용액 내의 인산 존재가 MCPA가 글리포세이트 흡착에 미치는 잠재적 영향을 완화시킨다고 결론지었다. 토양 용액 내 화학물질 혼합물의 존재는 개별 유기 화학물질의 흡착보다 탈착에 전반적으로 더 큰 영향을 미친다.ORIGINAL ABSTRACT
Phosphate fertilizers and herbicides such as glyphosate and MCPA are commonly applied to agricultural land, and antibiotics such as tetracycline have been detected in soils following the application of livestock manures and biosolids to agricultural land. Utilizing a range of batch equilibrium experiments, this research examined the competitive sorption interactions of these chemicals in soil. Soil samples (0-15 cm) collected from long-term experimental plots contained Olsen P concentrations in the typical (13 to 20 mg kg-1) and elevated (81 to 99 mg kg-1) range of build-up phosphate in agricultural soils. The elevated Olsen P concentrations in field soils significantly reduced glyphosate sorption up to 50%, but had no significant impact on MCPA and tetracycline sorption. Fresh phosphate additions in the laboratory, introduced to soil prior to, or at the same time with the other chemical applications, had a greater impact on reducing glyphosate sorption (up to 45%) than on reducing tetracycline (up to 13%) and MCPA (up to 8%) sorption. The impact of fresh phosphate additions on the desorption of these three chemicals was also statistically significant, but numerically very small namely < 1% for glyphosate and tetracycline and 3% for MCPA. The presence of MCPA significantly reduced sorption and increased desorption of glyphosate, but only when MCPA was present at concentrations much greater than environmentally relevant and there was no phosphate added to the MCPA solution. Tetracycline addition had no significant effect on glyphosate sorption and desorption in soil. For the four chemicals studied, we conclude that when mixtures of phosphate, herbicides and antibiotics are present in soil, the greatest influence of their competitive interactions is phosphate decreasing glyphosate sorption and the presence of phosphate in solution lessens the potential impact of MCPA on glyphosate sorption. The presence of chemical mixtures in soil solution has an overall greater impact on the sorption than desorption of individual organic chemicals in soil.| 저자 | Munira, S.; Farenhorst, A. |
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| 저널 | Journal of environmental science and health. Part. B, Pesticides, food contaminants, and agricultural wastes |
| 권·호·쪽 | 52(12), 887-895 |
| PMID | 28961057 |
| DOI | 10.1080/03601234.2017.1361773 |
| MeSH | 2-Methyl-4-chlorophenoxyacetic Acid; Adsorption; Agriculture; Fertilizers; Glycine; Herbicides; Phosphates; Soil; Soil Pollutants; Tetracycline; Glyphosate |