農(nóng)藥及其降解產(chǎn)物一旦進(jìn)入土壤會流向哪里？他們要多久才能到達(dá)地下水或排水系統(tǒng)？奧爾胡斯大學(xué)的研究人員首次使用可見光/近紅外光譜來預(yù)測溶解的化學(xué)物質(zhì)在完整土壤中的遷移。

土壤運輸溶解的化學(xué)物質(zhì)的能力取決于土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)。跟蹤這些溶質(zhì)的移動時間通常是在實驗室中通過測量突破曲線來進(jìn)行的，其中記錄了溶質(zhì)在土壤表面的應(yīng)用及其隨時間在底部出現(xiàn)的情況。從實驗室研究中獲得突破曲線是非常昂貴的，而且費時費力，因此奧爾胡斯大學(xué)和奧爾堡大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊決定打破常規(guī)，利用可見光/近紅外光譜(vie - nir)預(yù)測突破曲線。

以新的方式應(yīng)用科技

近紅外光譜技術(shù)以其測量速度快、數(shù)據(jù)采集成本低而著稱。該方法可用于粘土、有機質(zhì)等土壤基本性質(zhì)的定量評價。

研究小組利用近紅外光譜技術(shù)，從丹麥6個具有代表性的領(lǐng)域預(yù)測了大量完整土壤柱上溶質(zhì)的突破曲線。這項新技術(shù)對各個領(lǐng)域的平均突破曲線進(jìn)行了高精度的估算。

用近紅外光譜法可以非常準(zhǔn)確地測量溶解的化學(xué)物質(zhì)的質(zhì)量傳遞。該發(fā)現(xiàn)可以為下一代的測量和光譜學(xué)監(jiān)測溶解化學(xué)物質(zhì)的傳輸鋪平道路。

為了滿足對農(nóng)業(yè)商品日益增長的需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化正在增加化學(xué)品的使用。農(nóng)用化學(xué)品的廣泛使用造成了水資源的污染。這反過來又對水生生態(tài)系統(tǒng)、人類健康和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在飲用水井中出現(xiàn)的農(nóng)藥及其降解產(chǎn)物超過允許的限度，迫使許多水井關(guān)閉，并在歐盟實施了嚴(yán)格的農(nóng)藥使用條例。

因此，了解溶質(zhì)對地下水的浸出，并能夠測量和模擬它們的運輸時間，對我們的健康和環(huán)境都很重要。土壤具有多種功能，在這方面起著重要作用。土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，因為它有過濾養(yǎng)分和污染物的能力，也有儲存和循環(huán)利用有機材料的能力。

土壤也是農(nóng)藥進(jìn)入地下水最重要的運輸途徑。土壤過濾溶解的農(nóng)用化學(xué)品的能力取決于土壤的性質(zhì)和溶解的溶質(zhì)與土壤性質(zhì)之間的相互作用，并受土壤的使用和管理方式的影響。

土壤結(jié)構(gòu)受土壤質(zhì)地、有機質(zhì)、碳酸鹽和金屬氧化物、氣候、土地利用和管理措施等基本土壤性質(zhì)的影響，是一種非常動態(tài)的性質(zhì)。根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)的不同，在接近飽和時，水和溶解的化學(xué)物質(zhì)可以均勻地通過土壤，也可以迅速通過土壤中特定的途徑，土壤基質(zhì)和運輸途徑之間有不同程度的質(zhì)量交換。

未來勘探途徑

各種溶質(zhì)輸運模型已被開發(fā)，以考慮到不同的輸運過程，并有助于預(yù)測溶解的化學(xué)品通過土壤的輸運。風(fēng)險評估面臨的主要挑戰(zhàn)是，如何準(zhǔn)確估計用作溶質(zhì)運移模型輸入的一系列參數(shù)，并考慮這些運輸特性的空間差異。

盡管用近紅外光譜法對場內(nèi)差異有輕微的低估，但這種技術(shù)在測量成本和速度方面的效率可能超過使用通常具有很大空間變異性的傳統(tǒng)土壤特性方法的昂貴和精確測量。