[发明专利]咖啡渣生物炭在富集水体中拟除虫菊酯类农药中的应用

说明书

本发明提供了咖啡渣生物炭在富集水体中拟除虫菊酯类农药中的应用，是将咖啡渣生物炭与含有拟除虫菊酯类农药的水体混合，水体中的拟除虫菊酯类农药被咖啡渣生物炭富集。以来源方便、价格低廉的咖啡渣为原料制备的咖啡渣生物炭，可以快速高效地对水体中低浓度的拟除虫菊酯类农药进行富集，降低了时间和经济成本。

技术领域

本发明属于农药污染控制技术领域，具体涉及一种咖啡渣生物炭在富集水体中拟除虫菊酯类农药中的应用。

背景技术

为了提高农作物的产量，农药的使用是不可或缺的。但是在农药使用的过程中不仅对公共卫生和食品安全带来危害，还会对环境和健康造成一定的影响。大量农药通过喷施、地表径流、雨水冲刷、农药工厂废水排放等途径进入水体，污染水资源，破坏水生生态系统，影响生物体健康。因此，针对净化水体质量、降低农药生态风险，开展农药消除技术研究是非常必要。

早在十九世纪之前，除虫菊酯被科学家们从除虫菊花中提取出，发现其具有高效的杀虫性能，从天然物中提取出的除虫菊酯是一种理想的杀虫剂，它不仅具有广谱性，同时对人畜产生的威胁较低，它能够迅速地在体内降解，因此不会导致积累性中毒，但是其存在一个很严重的缺点，就是持久性太差，无法维持一天的药效，尤其是它十分容易在光照条件下氧化分解，不能在田间得到长效地使用。上世纪六十年代初，科学家们根据已经鉴定出的除虫菊酯结构，针对其结构特点，对除虫菊酯进行改造，合成了一系列拟除虫菊酯杀虫剂。近些年，有许多拟除虫菊酯类农药被商业化，占据了全世界杀虫剂销售总额的四分之一。

随着拟除虫菊酯类农药的不断发展，对生态系统和人类健康产生了威胁，多项研究结果说明，拟除虫菊酯类农药对环境中的鱼类、蜜蜂和蚯蚓具有生物毒性，人类接触拟除虫菊酯类药物也可能延缓青春期发病并损害妇女健康。近年来，科研人员对城市地表水的拟除虫菊酯类农药污染进行了广泛的研究。Deng等人检测了四种常见拟除虫菊酯在长江三角洲附近土壤中的污染水平和空间分布，拟除虫菊酯类农药在241种土壤样品中被检测出来，检出率为88.8％，测定四种拟除虫菊酯的平均浓度如下：甲氰菊酯4.92ng/g、氯氰菊酯1.10ng/g、溴氰菊酯0.89ng/g、氟氯氰菊酯0.20ng/g(Deng F,Sun J,Dou R,Yu X,Wei Z,Yang C,et al.Contamination of pyrethroids in agricultural soils from theYangtze River Delta,China[J].Science of the Total Environment,2020,731:139181)。同时在珠江三角洲附近，Zhao等人的检测，有7种拟除虫菊酯类农药被检测出来，但浓度较低，其中苄氯菊酯和联苯菊酯含量较高(Zhao,L.N,et al.Residue and riskassessment of 7 kinds of pyrethroids in water environment in the Pearl RiverDelta[D].Shanghai Ocean University,Shanghai,China,2014)。通过孙秀梅等调查，温州养殖环境的水体中，各种拟除虫菊酯类农药的检出率为100％，农药残留量介于ND-0.92μg/L(孙秀梅,郜文,金衍健,郝青,胡红美,李铁军,郭远明.典型养殖环境及水产品中拟除虫菊酯类农药残留分析及食用风险评价[J].山东化工,2020,49(22):78-83)。通过ChristopherDeMars等的研究，自2011年以来，在加利福尼亚州中部海岸增加了拟除虫菊酯的使用，仅在蒙特雷县，苄氯菊酯和联苯菊酯的农业使用量分别增加了约50％，并且在2011-2018年左右，两者的阳性检出率也在增加(DeMars,Christopher,et al.Assessment of PyrethroidContamination and Potential Mitigation Strategies in California Central CoastSurface Waters[J].Journal of Environmental Management,2021,278)。Fernandez-Ramos等人检测了捷克共和国东部的地表水中拟除虫菊酯类农药的浓度，从中发现氰戊菊酯的浓度高达34.53μg/L(Fernández-Ramos C, D,Solich P,et al.New methodfor the determination of carbamate and pyrethroid insecticides in watersamples using on-line SPE fused core column chromatography[J].Talanta,2014,129:579-585)。通过Moreno-Villai等的研究，在墨西哥的索诺拉市附近河流中，检测到氯氰菊酯的浓度为29.40μg/L(Moreno-Villa,ED,Aldana-Madrid,MariaL,Silveira-Gramont,et al.Pyrethroid analysis in soil and water of agricultural and urbanareas of the valley of Yaqui and Mayo[J].Revista Internacional ContaminacionAmbiental,2012,28(4):303-310)。